铋烯和锑烯作为顺铂药物载体的理论比较研究
有效的靶向递送是纳米医学中抗癌药物递送的一个挑战，本项研究主要使用 DFT 方法，研究铋和锑纳米片作为顺铂抗癌的纳米载体的可能性。结果表明，与锑烯相比，铋烯表现出明显更好的物理稳定性、药物释放速率、溶解度和生物相容性，使其成为药物递送系统的优秀候选者。
抗癌药物的平行和垂直取向吸附在两个纳米片上；平行构型在能量上最为有利，平行位点的吸附能为-0.79eV。电子电荷分析和 DOS 计算也揭示了从药物到铋烯片的电荷转移，从而证实了药物的有效吸附。作者通过模拟药物和吸附位点附近的载体表面的受到质子攻击，来模拟药物的释放，结果显示出铋烯在药物释放机制方面的稳定性和潜力。
此外，通过研究其与生物分子的相互作用，分析药物分子与氨基酸的相互作用，发现药物能够有效发挥作用。关于功函数、恢复时间、电子局域函数和前沿分子轨道分析，进一步确认了铋烯相对于锑烯的优势。这些全面的评估表明，双马苏碱是一种更具前景的抗癌药物纳米载体，并为提高癌症治疗策略的疗效开辟了一条潜在的途径。
- Insights into bismuthene and antimonene as cisplatin drug carriers: A theoretical comparative investigation, Chemical Physics, 2025, Volume 588, 112460
应用萜类深共晶溶剂去除水中的抗生素和染料：理论预测、实验验证和量子化学评估（四川大学）
本研究提出了一种理论预测方法和机理研究，用于使用萜类深共晶溶剂（DES）从水性介质中提取抗生素和染料。首先，应用 COSMO-RS 方法预测了26种萜类DES提取抗生素（四环素类、磺胺类、喹诺酮类、β-内酰胺类）和染料等15种目标化合物的选择性、容量和性能指标，百里酚苯甲醇对目标化合物显示出有前景的理论选择性和提取效率。
此外，氢键受体（HBA）和氢键供体（HBD）的结构都对预测的提取性能有影响，可以通过调整具有更高极性、更小分子体积、更短烷基链长度和芳香环结构等的候选物来提高提取性能。根据 σ-Profile 和 σ-Potential 所揭示的预测分子相互作用，具有 HBD 能力的 DES 可以促进分离过程。此外，实验验证证实了所提出的预测方法的可靠性，表明理论预测的提取性能指标的趋势，与使用实际样品的实验结果相似。
最后，基于可视化表示、热力学计算和拓扑性质，通过量子化学计算对提取机理进行了评估；目标化合物显示出良好的溶剂化能量，可以从水相转移到 DES 相。
所提出的方法已被证明有可能为环境研究中具有类似绿色溶剂分子相互作用的更多应用（如微萃取、固相萃取、吸附）提供有效的策略和指导。
- How to apply terpenoid-based deep eutectic solvents for removal of antibiotics and dyes from water: Theoretical prediction, experimental validation and quantum chemical evaluation, Chen Chen, Yu Cao, Ahmad Ali, Sara Toufouki, Shun Yao, Environmental Research, 2023, Volume 231, Part 2, 116180
一种用于大麻素回收的新型高效液-液溶剂萃取工艺
大麻素因其众所周知的药用和精神活性而受到全世界的关注。但由于复杂的次生代谢混合物，从植物材料中有效回收是一个重大挑战。
在本研究中，考虑毒性、市场价格、理化性质和提取性能等几个标准，从五个模拟候选物中选择4-叔戊基苯酚（4-TAP）作为大麻素模拟物。COSMO-RS 用于预测模拟候选物和大麻素的理化性质和提取性能，并协助模拟物选择，并模拟液-液萃取（LLE）工艺开发。
作者使用三种水性体系、三种挥发性有机化合物（VOC）溶剂、三种可生物降解的绿色溶剂和一种提取剂，研究了 4-TAP 的溶解、提取和汽提。为选定的大麻素模拟物开发了一种三阶段 LLE 回收工艺，包括浸出、提取和汽提。COSMO-RS 模拟预测显示了与实验数据相当的趋势，并被证明有助于将基础建模工作整合到大麻素提取过程设计中。
- A novel efficient liquid–liquid solvent extraction process for cannabinoid mimic recovery, Wen Li, Hiep Thuan Lu, Monika S. Doblin, Antony Bacic, Geoffrey W. Stevens, Kathryn A. Mumford, Separation and Purification Technology, 2023, Volume 309, 123011
硼酚作为卡莫司汀和亚硝基脲类抗癌药物的一种有前途的药物递送载体的DFT比较研究
到目前为止，人们设计了各种技术来提高癌症的治疗效果，解决药物的冲突。本文利用 DFT 通过理论计算，研究了硼酚（B36）用作抗癌药物卡莫司汀（CMT）和亚硝基脲（NU）在真空和液相中的纳米载体。两种药物分别放置在 B36 的垂直和平行位置，CMT 和 NU 的吸附能分别为 -2.83 和 -3.28 eV。由于平行位点比垂直位点具有更高的吸附能，因此平行位点表现良好。
作者还研究了 CMT 和 NU 药物在两种构型下的结构稳定性、电子性质、吸附性质、功函数、恢复时间和普遍意义。Hirshfeld 电荷和 DOS 分析表明，在所研究的构型中，该药物充当了 B36 片的电子供体。计算结果表明，与垂直位置相比，平行位置的 CMT 和 NU 表现出更好的性能，在体温下的恢复时间更短。作者确认了这两种药物的水溶性及其分布，并证实药物与氨基酸有效相互作用，不会对蛋白质造成任何损伤。理论计算表明，在肿瘤组织的微酸性环境中，CMT 和 NU 药物可以开始从 B36 表面释放，而不会对结构特性造成显著变化。
这项研究的表明，在这两种药物之间，CMT 很可能被用作 B36 的纳米载体，NU/B36 是一种非常有希望用于药物递送目的的生物载体。
- A comparative DFT study of borophene as a promising drug delivery vehicle for carmustine and nitrosourea anti-cancer drugs, Swera Khalid, Asma Naeem, Saleh S Alarfaji, Muhammad Gul, Muhammad Isa Khan, Chemical Physics Letters, 2024, Volume 856, 141606
纳米纤维素-牛血清白蛋白在水介质中的相互作用：原位纳米胶体探针显微镜和反应分子动力学模拟研究
作为一种来源于可再生资源的多用途纳米材料，纳米纤维素因其在各个领域的潜在应用而受到广泛关注。本文作者结合原子力显微镜（AFM）和反应分子动力学（RMD）模拟，在 pH 3.92 下表征了用羧酸根或磷酸根修饰的纤维素纳米纤维与蛋白质污垢模型牛血清白蛋白（BSA）之间的相互作用，pH 3.92 接近 BSA 的等电点。胶体探针是通过用纳米纤维修饰AFM探针制备的，AFM尖端上的纳米纤维涂层首次通过荧光标记和共聚焦光学切片得到证实。
发现在所研究的 pH 值下，羧基化纤维素纳米纤维（TOCNF）的湿态归一化粘附力约为 17.87±8.58 pN/nm，磷酸化纤维素（PCNF）约为 11.70±2.97 pN/nm。此外，由于二级结构失去了分子内氢键，吸附的蛋白质在纤维素界面部分展开。
证明纳米纤维素胶体探针可以作为一种灵敏的工具，在纳米和分子尺度以及原位条件下揭示与 BSA 的相互作用。RMD 模拟有助于从分子和原子层面理解这些发现之间的差异。在 PCNF 的情况下，部分溶剂化的金属离子优先与磷酸盐结合，减少了蛋白质与纤维素的直接连接。
- Nanocellulose-Bovine Serum Albumin Interactions in an Aqueous Medium: Investigations Using In Situ Nanocolloidal Probe Microscopy and Reactive Molecular Dynamics Simulations, Houssine Khalili, Susanna Monti, Edouard Pesquet, Aleksander Jaworski, Salvatore Lombardo, Aji P Mathew, Biomacromolecules 2024, 25, 6, 3703–3714
食源性病抗菌剂与氧化抑制剂-面包树提取物：RSM、COSMO-RS与分子对接研究
油脂氧化和微生物污染是导致食品变质的主要因素。食品添加剂，如抗氧化剂和抗菌剂，可以通过延缓氧化和防止细菌生长来防止食品腐败。面包树叶具有良好的生物学特性，是天然抗氧化剂和抗菌剂的新来源。马来西亚国际伊斯兰大学Mohammad Norazmi Ahmad等，采用响应面法优化了超临界流体萃取法（SFE）从叶片中提取生物活性物质的工艺，提供产率、抗氧化活性。最佳萃取条件为：温度50.5℃、压力3784 psi、萃取时间52 min。验证试验结果（Tukey试验）表明，预期的DPPH活性与实验的DPPH活性及收率（99%）无显著差异。
气相色谱-质谱（GC-MS）分析表明，面包树提取物中含有三种主要的生物活性成分。该提取物具有2,3-二苯基-1-苦基肼（DPPH）清除活性、血浆铁还原能力（FRAP）、羟基清除活性、酪氨酸酶抑制率，分别为41.5%、8.15 ± 1.31毫克（相当于抗坏血酸的微克）、32%、37%，抑制区直径分别为0.766 ± 0.06 cm（蜡样芽胞杆菌）和1.27 ± 0.12 cm（大肠杆菌）。
利用COSMO-RS解释了超临界流体萃取过程中主要生物活性物质的萃取机理。分子静电势（MEP）显示了细菌在抑制过程中亲核和亲电攻击的概率位点。分子对接研究表明，主要生物活性物质与细菌之间发生的主要相互作用（抗菌抑制）是非共价相互作用。
- Mohammad Norazmi Ahmad, Nazatul Umira Karim, Erna Normaya, Bijarimi Mat Piah, Anwar Iqbal & Ku Halim Ku Bulat, Artocarpus altilis extracts as a food-borne pathogen and oxidation inhibitors: RSM, COSMO RS, and molecular docking approaches, Scientific Reports volume 10, Article number: 9566 (2020)