沃贡宁（wogonin）在石墨烯纳米载体上的吸附机制：电子动力学与分子动力学视角

《Scientific Reports》：Electronic and molecular dynamics mechanisms of wogonin adsorption on graphene nanocarriers

　　

摘要

石墨烯是一种有前景的基底，可用于吸附生物活性分子（如沃贡宁）。本研究利用密度泛函理论（DFT）和20纳秒分子动力学（MD）模拟来探究其吸附机制。结果表明，吸附显著提高了沃贡宁的平面性（分子平面间距MPP从0.244降低到0.173），并增强了π电子的离域性。Hirshfeld分析证实了物理吸附过程，且电荷转移可以忽略不计。关键在于，通过B3LYP-D3方法（结合gCP校正）和高精度wB97X-D3方法计算得到的结合能分别为-149.45 kJ/mol和-134.75 kJ/mol，IGMH分析进一步直观地证实了π-π堆叠作用的主导地位。此外，20纳秒分子动力学轨迹显示，在生物相关的水环境中，该分子具有优异的动态稳定性，且不会发生解离。这项工作为基于石墨烯的传统中药成分药物递送和生物传感平台的发展提供了坚实的理论基础。