Kanserin fotodinamik terapisinde kullanılan metalo-ftalosiyaninlerin kuantum kimyasal yöntemlerle fizikokimyasal ve fotofiziksel özelliklerinin araştırılması

Abstract

Ftalosiyaninler ve metal kompleksleri modern fotokimyada önemli bir role sahiptirler. Ftalosiyaninlerin metal iyonları ile kompleksleşmesi, onların fotofiziksel özelliklerini etkilemektedir. Ftalosiyanin komplekslerinin fotofiziksel ve fotokimyasal özellikleri fotodinamik terapi (PDT) uygulamalarında oldukça kullanışlıdır. Ftalosiyaninlerin kanserin fotodinamik terapisinde fotosensitizör olarak uygulamaları mevcuttur. Özellikle Al ve Zn ftalosiyanin türevleri fotosensitizör olarak uygun bulunmuştur.Bu çalışma kapsamında, okta ve tetra sübstitüe çinko ftalosiyaninlerin elektronik yapıları ve optik özellikleri TD-DFT metoduyla hesaplanmıştır. Uyarılmış hal özelliklerini inceleyebilmek için, moleküllerin Mulliken yükleri, iyonizasyon potansiyeli, elektron ilgisi, HOMO-LUMO enerjileri, elektronegativitesi, kimyasal sertliği, dipol moment ve toplam enerjisi DFT ve PM3 metotlarıyla hesaplanmıştır. Moleküllerin çeşitli bölümleri arasındaki etkileşimlere ışık tutmak için, NBO (Natural Bond Orbital) analizleri yapılmıştır. Çinko ftalosiyaninlerin fotofiziksel ve fotokimyasal parametreleri üzerindeki sübstitüent etkisi incelenmiştir.

Phthalocyanines and their metal complexes play a major role in modern photochemistry. Complexation of phthalocyanines with metal ions has an influence on their photophysical properties. Photopysical and photochemical properties of phthalocyanine complexes are very useful for photodynamic therapy applications. Phthalocyanines have found application as photosensitizers in photodynamic therapy of cancer(PDT). Aluminium and zinc phthalocyanine derivatives have, in particular, found use as photosensitizers for PDT.In this study, electronic structures and optical properties of the tetra- and octa- substituted zinc(II) phthalocyanines were calculated using TD-DFT method. Mulliken charges, ionization potential, electron affinity, HOMO and LUMO energies, electronegativity, chemical hardness, dipole moment, total energy of the molecules were calculated using DFT and PM3 methods to analyse the excited stated properties. Natural Bond Orbital (NBO) analysis was carried out to shed light in the interactions between various parts of molecule. The effects of the substituents on the photophysical and photochemical parameters of the zinc phthalocyanines were also reported.