Квантово-хімічні розрахунки фармакологічних агентів

Abstract

Завдяки відмінним ядерно-фізичним властивостям, широкій доступності та низькій вартості виробництва, Технецій-99m (99mTc) є одним з найуживаніших радіофармпрепаратів для однофотонної емісійної комп’ютерної томографії (SPECT). Метою даної роботи було дослідити квантово-хімічні характеристики радіофармпрепаратів Tc-Sestamibi та Tc- MAG3. З використанням теорії функціоналу густини (DFT) у комбінованому базисі (SBKJC на атомі Tc, 6-31G (d,p) – на інших атомах), показано, що дані радіофармпрепарати – полярні молекули, м’які реагенти, що мають нуклеофільні (Tc-MAG3) та електрофільні (Tc-sestamibi) властивості. Жоден комплекс не має суттєвої флуоресценції, але може поглинати світло на довжинах хвиль 288 нм (Tc-MAG3) і 456 нм (Tc-sestamibi). Отримані у роботі результати сприятимуть пошуку більш термодинамічно стабільних радіофармпрепаратів технецію, а також дослідженню їх молекулярних взаємодій, ефектів середовища та біологічної активності.

Due to its excellent nuclear physical properties, wide availability and low production cost, Technetium-99m (99mTc) is one of the most widely used radiopharmaceuticals for single-photon emission computed tomography (SPECT). This work was aimed at investigating the quantum-chemical characteristics of the radiopharmaceuticals Tc-Sestamibi and Tc-MAG3. Using density functional theory (DFT), as well as a combined basis (SBKJC on the Tc atom, 6-31G (d,p) – on other atoms), it was revealed that the studied radiopharmaceuticals are polar molecules, soft reagents, possessing nucleophilic (Tc-MAG3) and electrophilic (Tc-sestamibi) properties. Neither complex has significant fluorescence, but both do absorb light at wavelengths of 288 nm (Tc-MAG3) and 456 nm (Tc-sestamibi). The results obtained in this work may help in designing more thermodynamically stable technetium radiopharmaceuticals, as well as studying their molecular interactions, environmental effects, and biological activity.