Affinity of hydroxyapatite (001) and (010) surfaces to formic and alendronic acids: a quantum-mechanical and infrared study

文献情報

出版日 2010-11-12
DOI 10.1039/C0CP01143F
インパクトファクター 3.676
著者

Fabio Chiatti, Marta Corno, Yuriy Sakhno, Gianmario Martra, Piero Ugliengo


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要旨

The affinity of the (001) and of the water reacted (010)WR hydroxyapatite surfaces towards formic and alendronic acids is studied with density functional theory (PBE functional) using periodic boundary conditions based on Gaussian basis set. Structures, energetic of the adsorption and vibrational features of the adsorbates are computed in order to understand at the atomic level both the cariogenic processes (for the formic acid) and the features of anti-osteoporosis drugs (for the alendronic acid). For both molecules the interaction energy is very high on an absolute scale, and for all examined cases, it is higher on the (010)WR HA surface than on the (001) one. For the latter, a number of cases by which the acidic proton of the adsorbate is transferred to the HA surface are also characterized. For the formic acid case, experimental infrared spectra are also measured and the position and nature of the CO stretching bands have been found to be in excellent agreement with the quantum mechanical simulations. For alendronic acid IR experiments are still not available and the present predicted infrared spectra will be useful as a guide to interpret future experimental studies.

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掲載誌

Physical Chemistry Chemical Physics

Physical Chemistry Chemical Physics
CiteScore: 5.5
自己引用率: 10.3%
年間論文数: 3036

Physical Chemistry Chemical Physics (PCCP) is an international journal co-owned by 19 physical chemistry and physics societies from around the world. This journal publishes original, cutting-edge research in physical chemistry, chemical physics and biophysical chemistry. To be suitable for publication in PCCP, articles must include significant innovation and/or insight into physical chemistry; this is the most important criterion that reviewers and Editors will judge against when evaluating submissions. The journal has a broad scope and welcomes contributions spanning experiment, theory, computation and data science. Topical coverage includes spectroscopy, dynamics, kinetics, statistical mechanics, thermodynamics, electrochemistry, catalysis, surface science, quantum mechanics, quantum computing and machine learning. Interdisciplinary research areas such as polymers and soft matter, materials, nanoscience, energy, surfaces/interfaces, and biophysical chemistry are welcomed if they demonstrate significant innovation and/or insight into physical chemistry. Joined experimental/theoretical studies are particularly appreciated when complementary and based on up-to-date approaches.

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