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为优化癌症治疗中的药物递送，研究人员开展柳氮磺胺吡啶（SSZ）与类富勒烯氮化硼（BN）、碳化硅（CSi）纳米笼相互作用的研究。结果显示，C30Si30(aq) 是 SSZ 递送的有潜力候选者。这为靶向药物递送提供了新方向。
在癌症治疗的战场上，精准打击癌细胞一直是医学领域不懈追求的目标。传统的药物治疗方式就像 “散弹枪”，在攻击癌细胞的同时，也会对正常细胞造成伤害，导致一系列副作用。而靶向药物递送技术则如同 “精确制导导弹”，能将药物精准地送到癌细胞所在之处，提高治疗效果的同时，减少对正常组织的损伤。但目前，如何找到理想的药物载体，实现高效、稳定且精准的药物递送，仍是一大难题。
为了解决这一困境，来自伊朗大学（Iran University of Science and Technology）的研究人员展开了深入研究。他们将目光聚焦在柳氮磺胺吡啶（Sulfasalazine，SSZ）与类富勒烯氮化硼（Boron Nitride，BN）、碳化硅（Silicon Carbide，CSi）纳米笼的相互作用上。研究发现，基于 CSi 的纳米笼，尤其是 C30Si30(aq)，在递送柳氮磺胺吡啶方面表现出巨大潜力。其较强的结合亲和力能增强药物稳定性，结构和电子特性也有助于药物可控、高效地运输到靶组织。这一成果为靶向药物递送开辟了新路径，有望改善癌症治疗效果，在生命科学和健康医学领域具有重要意义。该研究成果发表在《Computational and Theoretical Chemistry》杂志上。
研究人员采用密度泛函理论（DFT）进行计算研究。利用高斯 09 软件包，通过 mPW1PW91 方法，在 cc-PVDZ 基组水平上对柳氮磺胺吡啶分子在 BN 和 CSi 纳米笼上的吸附行为展开研究。同时，运用极化连续介质模型（PCM）模拟水环境，以此探究药物与纳米笼在实际生理环境中的相互作用情况。
柳氮磺胺吡啶和纳米笼的结构
研究人员对 B30N30、B35N35、C30Si30和 C35Si35纳米笼以及柳氮磺胺吡啶分子进行结构优化。结果显示，各纳米笼结构均呈现 C1 对称性，在 60 原子和 70 原子纳米笼中，既有同核键（如 B-B、N-N、C-C、Si-Si），也有大量异核键。柳氮磺胺吡啶作为磺胺吡啶（SP）和 5 - 氨基水杨酸（5 - ASA）的联合药物，其结构也得到了优化确定。
吸附能分析
通过计算吸附能，评估柳氮磺胺吡啶与纳米笼之间的结合强度。结果表明，不同纳米笼与柳氮磺胺吡啶的吸附能存在差异，其中 C30Si30与柳氮磺胺吡啶的结合表现出较高的亲和力，意味着二者能形成相对稳定的复合物，有利于药物在运输过程中的稳定性。
电子相互作用性质研究
运用前沿分子轨道（FMO）、分子中的原子（AIM）拓扑参数、非共价相互作用（NCI）和独立梯度模型（IGM）分析，研究药物与纳米笼之间的电子相互作用特性。结果发现，在电子转移、电荷分布等方面，不同纳米笼与柳氮磺胺吡啶存在独特的相互作用模式，这些相互作用影响着药物 - 纳米笼复合物的稳定性和电子性质，进而影响药物递送过程。
光谱性质预测
利用含时密度泛函理论（TD - DFT）预测药物 - 纳米笼复合物的分光光度性质。研究结果表明，复合物在紫外 - 可见和红外区域展现出特定的光谱特征，这不仅有助于从光学角度理解药物与纳米笼的相互作用，还为后续实验检测和分析提供了理论依据。
综上所述，该研究通过全面的密度泛函理论分析，深入探究了柳氮磺胺吡啶与 BN、CSi 纳米笼的相互作用。在两种相互作用模式（CO - head（SP 侧）和 SO - head（5 - ASA 侧））下，对多种复合物的结构性质进行研究。研究发现基于 CSi 的纳米笼，特别是 C30Si30(aq)，在柳氮磺胺吡啶递送方面具有显著优势。这一成果为靶向药物递送提供了新的理论支持和潜在的纳米载体选择，有助于推动癌症治疗中靶向药物递送技术的发展，为攻克癌症这一难题带来新的希望。
