Advance on adsorption of amino-functionalized silica nanocarrier for the delivery of therapeutic ampicillin as drug model

The adsorption of ampicillin drug on SiO2(0 0 1) and SiO2(1 1 1) hydroxylated surfaces have been studied by Density Functional Theory calculations. The improvement on adsorption when the silica is functionalized with amino groups, are analyzed. The ampicillin molecule is adsorbed on both surfaces, adopting the geometry where its N and O atoms point towards the surface; resulting more stable on SiO2 (0 0 1) (ΔE = −3.33 eV vs. ΔE = −1.26 eV). The stability depends on the H−bonds formed according to the higher silanol density of SiO2(0 0 1). The stability of ampicillin on SiO2(1 1 1) is favored when the surface is amino-functionalized (ΔE = −1.76 eV). The major adsorption energy is observed in presence of the deprotonated specie at basic pH (ΔE = −2.68 eV). The changes are mainly related to the modification of the frontier orbitals comparing with the neutral specie and, in consequence, the new interactions with the amino-functionalized surface that contribute with new states in the Fermi region.Fil: Noseda Grau, Emilia. Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comisión de Investigaciones Científicas; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto de Física del Sur. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Física. Instituto de Física del Sur; ArgentinaFil: Roman, Gabriel Eduardo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto de Física del Sur. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Física. Instituto de Física del Sur; ArgentinaFil: Juan, Julián. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto de Física del Sur. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Física. Instituto de Física del Sur; ArgentinaFil: Díaz Compañy, Andres Carlos Daniel. Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comisión de Investigaciones Científicas; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto de Física del Sur. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Física. Instituto de Física del Sur; ArgentinaFil: Simonetti, Sandra Isabel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto de Física del Sur. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Física. Instituto de Física del Sur; Argentina. Universidad Tecnológica Nacional; Argentin

Surface modification vs sorption strength: Study of nedaplatin drug supported on silica

The interaction of nedaplatin drug with modified SiO2 (0 0 1) surfaces has been investigated within the framework of Density Functional Theory. Nedaplatin molecule is adsorbed spontaneously onto silica surfaces. Silica surface prevents drug degradation allowing the chemical attachment without any impact on the drug structure itself. The nedaplatin sorption is mainly governed by H-bonding interactions on hydrated and trimethylsilane-functionalized surfaces, while the drug is major stabilized by NO, OO interactions and H partial dissociation on dehydrated silica. The differences on the adsorption strength could be used in future studies to control the drug release, developing delivery silica systems according therapy requirements.Fil: Noseda Grau, Emilia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto de Física del Sur. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Física. Instituto de Física del Sur; Argentina. Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comisión de Investigaciones Científicas; ArgentinaFil: Roman, Gabriel Eduardo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto de Física del Sur. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Física. Instituto de Física del Sur; ArgentinaFil: Díaz Compañy, Andres Carlos Daniel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto de Física del Sur. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Física. Instituto de Física del Sur; Argentina. Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comisión de Investigaciones Científicas; ArgentinaFil: Brizuela, Graciela Petra. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto de Física del Sur. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Física. Instituto de Física del Sur; ArgentinaFil: Juan, Alfredo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto de Física del Sur. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Física. Instituto de Física del Sur; ArgentinaFil: Simonetti, Sandra Isabel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto de Física del Sur. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Física. Instituto de Física del Sur; Argentina. Universidad Tecnológica Nacional. Facultad Regional Bahía Blanca; Argentin

Adsorption and removal of phenoxy acetic herbicides from water by using commercial activated carbons: experimental and computational studies

In this study, commercial activated carbons (GAB and CBP) were successfully used for the removal of two phenoxy acetic class-herbicides, 4-chloro-2-methyl phenoxy acetic acid and 2.4-dichlorophenoxy acetic acid (MCPA and 2.4-D) from aqueous solution. The adsorbent materials were characterized, and their equilibrium adsorption capacity was evaluated. The results suggest that the microporous properties of GAB activated carbon enhanced the adsorption capacity, in comparison to CBP carbon. Thus, the increasing in the ionic strength favored the adsorption removal of both pesticides, indicating that electrostatic interactions between the pollutant and the adsorbate surface are governing the adsorption mechanism, but increasing pH values decreased adsorption capacity. Experimental data for equilibrium was analyzed by two models: Langmuir and Freundlich. Finally, computational simulation studies were used to explore both the geometry and energy of the pesticides adsorption.Fil: Spaltro, Agustín. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas; ArgentinaFil: Pila, Matías Nicolás. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Simonetti, Sandra Isabel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto de Física del Sur. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Física. Instituto de Física del Sur; Argentina. Universidad Tecnológica Nacional; ArgentinaFil: Alvarez Torrellas, Silvia. Universidad Complutense de Madrid; EspañaFil: García Rodríguez, Juan. Universidad Complutense de Madrid; EspañaFil: Ruiz, Danila Luján. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Díaz Compañy, Andres Carlos Daniel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto de Física del Sur. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Física. Instituto de Física del Sur; Argentina. Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comisión de Investigaciones Científicas; ArgentinaFil: Juan, Alfredo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto de Física del Sur. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Física. Instituto de Física del Sur; ArgentinaFil: Allegretti, Patricia Ercilia. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas; Argentin

DFT study of the chemical reaction and physical properties of ibuprofen sodium

In this paper, it is presented the chemical reaction of ibuprofen and sodium bicarbonate that gives the ibuprofen sodium as a product, using DFT calculations as a tool to study the activation energy and the free energy of the chemical reaction. The charge distribution, the density of states (DOS) and Infrared (IR) spectrum of the salt is presented. The chemical reactivity descriptors: ionization potential (I), electron affinity (A), electronegativity (χ), chemical potential (μ), hardness (η), softness (s) and electrophilicity (ω) index are calculated for all the species. A better knowledge of ibuprofen sodium will be a more and major uses for the salt for pharmaceutical and other applications.Fil: Díaz Compañy, Andres Carlos Daniel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto de Física del Sur. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Física. Instituto de Física del Sur; Argentina. Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comisión de Investigaciones Científicas; ArgentinaFil: Simonetti, Sandra Isabel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto de Física del Sur. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Física. Instituto de Física del Sur; Argentina. Universidad Tecnológica Nacional; Argentin

Desarrollo de nuevos materiales porosos para aplicaciones farmacéuticas

En el terreno de la fisiología crecen los desafíos que buscan superar las desventajas asociadas al uso de viejas metodologías en la administración de fármacos para el tratamiento de diferentes enfermedades. Por esta razón, se convierte en un propósito de primer orden avanzar en terapias no convencionales que permitan allanar el camino y alcanzar una solución para estos problemas.Fil: Díaz Compañy, Andres Carlos Daniel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto de Física del Sur. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Física. Instituto de Física del Sur; ArgentinaFil: Simonetti, Sandra Isabel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto de Física del Sur. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Física. Instituto de Física del Sur; Argentin

Effect of thiol-functionalised silica on cis platin adsorption

This study contributes to the investigation related to guest-host interactions between the chemotherapeutic agent cisplatin and a functionalised silica matrix in order to improve and find new materials such as drug carriers. The adsorption of cisplatin and its complexes, cis-[PtCl(NH 3) 2] 2+ and cis-[Pt(NH 3) 2] 2+, on a SH-functionalised SiO 2(111) surface has been studied by the atom superposition and electron delocalisation method. The adiabatic energy curves for the adsorption of the drug and its products on the delivery system were considered. The electronic structure and bonding analysis were also performed. The molecule and their complex are adsorbed on the functionalised surface resulting in a major absorption of the cis-[Pt(NH 3) 2] 2+ complex. The molecule-surface interactions are formed via -SH group. The molecule/complexes SH electron-donating effect plays an important role in the catalytic reaction. The more important drug-carrier interactions occur through the Cl-H bond for the adsorption of cis-[PtCl 2(NH 3) 2] and cis-[PtCl(NH 3) 2] +, and through the Pt-S and Pt-H interactions for cis-[Pt(NH 3) 2] 2+ adsorption. When the new interactions are formed, the functionalised carrier maintains their matrix properties while the molecule is the most affected after adsorption. The Pt atomic orbitals present the most important changes during adsorption. © 2012 Copyright Taylor and Francis Group, LLC.Fil: Díaz Compañy, Andres Carlos Daniel. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Física; ArgentinaFil: Juan, Alfredo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Física; ArgentinaFil: Brizuela, Graciela Petra. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Física; ArgentinaFil: Simonetti, Sandra Isabel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Física; Argentina. Universidad Tecnológica Nacional; Argentin

β-Cristobalite (001) surface as 4-formaminoantipyrine adsorbent: First principle study of the effect on adsorption of surface modification

Silica based materials find applications as excipients and particularly as drug delivery agents for pharmaceutical drugs. Their performance can be crucially affected by surface treatments, as it can modify the adsorption (and release) of these formulations. The role of surface modification on the features of 4-formaminoantipyrine (FAA) adsorbed on β-cristobalite (001) surface is studied by means of simulations based on the Density Functional Theory (DFT). Starting from the results of FAA in interaction with a dehydroxylated surface; a fully hydroxylated surface and a functionalized surface with benzalkonium chloride (BC) surfactant have been added to study the configurational landscape. Calculations suggest that the trend for FAA preferential adsorption on silica surfaces is: dehydroxylated > hydroxylated > BC-functionalized. The potential for hydrogen bonding causes the main contribution to the bonding while dispersion forces present an additional contribution independently of whether the drug is hydrogen-bonded or BC-bonded to the surface. Adsorption takes mainly place through nitrogen atoms in the heterocyclic ring, the carbonyl and amine functional groups. Associated mode's shifts and concurrent changes in bond length are also observed showing accordance between electronic and geometrical structure results. BC surfactant reduces the number of formed H-bonds and lowers the attractive molecule-surface interaction being it useful to prevent particle agglomeration and could favor drug release in therapies that requires faster but controlled delivery.Fil: Simonetti, Sandra Isabel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto de Física del Sur. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Física. Instituto de Física del Sur; Argentina. Universidad Tecnológica Nacional; ArgentinaFil: Díaz Compañy, Andres Carlos Daniel. Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comisión de Investigaciones Científicas; ArgentinaFil: Brizuela, Graciela Petra. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto de Física del Sur. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Física. Instituto de Física del Sur; ArgentinaFil: Juan, Alfredo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto de Física del Sur. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Física. Instituto de Física del Sur; Argentin

5-fluorouracil adsorption on hydrated silica: density functional theory based-study

Hydrated SiO2(111) has been projected as a competent support of an anticancer drug, 5-fluorouracil (5-FU). Theoretical calculations using the Vienna Ab-initio Simulation Package (VASP) were performed to study the drug-silica interactions that control the adsorption of 5-fluorouracil (5-FU) on an hydrated SiO2(111) surface. Only dispersive interactions are presented during the drug adsorption on the hydrophobic surface while cooperation exists between directional H-bonds and dispersion forces on hydrated silica. H-bonds become dominant for the hydrophilic surface driven interactions with important energetic consequences on adsorption. The density of states slightly shifted towards lower energy values showing a stabilization of the electron states of the 5-FU molecule on hydrated silica, and the electronic charge transfer mainly happens on the interface between polar groups of 5-FU and the nearest silanol groups, in agreement with the formation of the H-bonding interactions. The results reveal the remarkable influence of H-bonds in the adsorption mechanism on hydrated silica.Fil: Díaz Compañy, Andres Carlos Daniel. Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comisión de Investigaciones Científicas; ArgentinaFil: Juan, Alfredo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto de Física del Sur. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Física. Instituto de Física del Sur; ArgentinaFil: Brizuela, Graciela Petra. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto de Física del Sur. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Física. Instituto de Física del Sur; ArgentinaFil: Simonetti, Sandra Isabel. Universidad Tecnológica Nacional; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto de Física del Sur. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Física. Instituto de Física del Sur; Argentin

Modeling of CN-functionalized silica as vehicle for delivery of the chemotherapeutic agent: Cisplatin

The adsorption of cisplatin and its complexes, cis- [PtCl(NH3)2]+ and cis-[Pt(NH3)2]2+, on a CN-functionalized SiO2(111) surface has been studied by the atom superposition and electron delocalization method. The adiabatic energy curves for the adsorption of the drug and its complexes on the delivery system were considered. Electronic structure and bonding analyses were also performed. The molecules are adsorbed on the functionalized surface resulting in a major absorption of the cis-[Pt(NH3)2]2+ complex. The molecule–surface interactions are strengthened due to the incorporation of the CN silane group. The most important bonds occur through Pt–C, Pt–N and Pt–Si interactions. Despite the new interactions, the functionalized carrier maintains its matrix properties after adsorption. The remarkable properties may be attributed to the small electronic structure changes in the Si–CN groups caused by the interaction with neighboring cisplatin molecules and the enhancement in Pt-bonding interactions due to the surface incorporation of the CN silane groups.Fil: Simonetti, Sandra Isabel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto de Física del Sur. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Física. Instituto de Física del Sur; ArgentinaFil: Díaz Compañy, Andres Carlos Daniel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto de Física del Sur. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Física. Instituto de Física del Sur; ArgentinaFil: Brizuela, Graciela Petra. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto de Física del Sur. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Física. Instituto de Física del Sur; ArgentinaFil: Juan, Alfredo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto de Física del Sur. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Física. Instituto de Física del Sur; Argentin

Theoretical study of cisplatin adsorption on silica

The adsorption of cisplatin and its complexes, cis-[PtCl(NH3)2]+ and cis-[Pt(NH3)2]2+, on a SiO2(1 1 1) hydrated surface has been studied by the Atom Superposition and Electron Delocalization method. The adiabatic energy curves for the adsorption of the drug and its products on the delivery system were considered. The electronic structure and bonding analysis were also performed. The molecule–surface interactions are formed at expenses of the OH surface bonds. The more important interactions are the Cl–H bond for cis-[PtCl2(NH3)2] and cis-[PtCl(NH3)2]+ adsorptions, and the Pt–O interaction for cis-[Pt(NH3)2]2+ adsorption. The Cl p orbitals and Pt s, p y d orbitals of the molecule and its complexes, and the s H orbital and, the s and p orbitals of the O atoms of the hydrated surface are the main contribution to the surface bonds.Fil: Simonetti, Sandra Isabel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto de Física del Sur. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Física. Instituto de Física del Sur; Argentina. Universidad Tecnológica Nacional; ArgentinaFil: Díaz Compañy, Andres Carlos Daniel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto de Física del Sur. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Física. Instituto de Física del Sur; ArgentinaFil: Brizuela, Graciela Petra. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto de Física del Sur. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Física. Instituto de Física del Sur; ArgentinaFil: Juan, Alfredo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto de Física del Sur. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Física. Instituto de Física del Sur; Argentin