Teoria do Funcional de Densidade (TFD): : Uma Aplicação em Agentes de Contraste

Mateus Aquino Gonçalves; William Miguel Borges da Silva

doi:10.36704/cipraxis.v15i30.5333

Authors

Mateus Aquino Gonçalves Universidade Federal de Lavras
William Miguel Borges da Silva Universidade Federal de Lavras

DOI:

https://doi.org/10.36704/cipraxis.v15i30.5333

Keywords:

Computational Chemistry; MRI;

Abstract

The present work shows a literature review about one of the most important methods for computational chemistry, the Density Functional Theory (DFT). Thus, we generally approach the base functions and the exchange and correlation functions. As application of the method, we show some new contrast agents (CA) in Magnetic Resonance Imaging (MRI), as for example, the iron oxides, whichare not toxic to the body and has shown excellent relaxation times (T₁ and T₂).

References

ALCÁCER L. Introdução a química quantica. Lisboa, 2007, 304p.

ATKINS, P. FRIEDMA, N. R. Molecular Quantum Mechanics. 4th editio ed. New York: Oxford, University Press Inc., 2005.

BJØRNERUD, A. et al. Signal enhancement of the dentate nucleus at unenhanced MR imaging after very high cumulative doses of the macrocyclic gadolinium-based contrast agent gadobutrol: an observational study. Radiology, n.285, p.434–444, 2017. DOI: https://doi.org/10.1148/radiol.2017170391

BOWER, D,V. et al. Gadolinium-Based MRI Contrast Agents Induce Mitochondrial Toxicity and Cell Death in Human Neurons, and Toxicity Increases With Reduced Kinetic Stability of the Agent, Investigative, Radiology, v.54, p.453-563, 2019. DOI: https://doi.org/10.1097/RLI.0000000000000567

CABELLA, C. et al. labeling with Gd(III) chelates: only high thermodynamic stabilities prevent the cells acting as 'sponges' of Gd3+ ions. Contrast Media & Molecular Imaging, v.1,p.23–29, 2016. DOI: https://doi.org/10.1002/cmmi.88

CARVALHO, R. F. S. Nanopartículas como potenciais agentes de contraste para imagem de ressonância magnética: caracterização físico-química de polioxometalatos (POMs) contendo iões lantanídeos (III) e suas nanopartículas revestidas de sílica. Dissertação de Mestrado, Universidade de Coimbra, Coimbra, Portugal, 2011.

CRAMER, C. J, TRUHLAR, D. G. Density functional theory for transition metals and transition metal chemistry, Physical Chemistry Chemical Physics. v.11, n.46, p.0757–10816, 2009. DOI: https://doi.org/10.1039/b907148b

FRECUS, N. B. Theoretical studies of EPR parameters of spin-labels in complex environments, Tese de D.Sc. University of Constant, Bucharest, Roménia, 2013.

GERALDES, C. F.; LAURENT, S. Classification and basic properties of contrast agents for magnetic resonance imaging. Contrast media & molecular imaging.n.4, v.1, p.1-23, 2009. DOI: https://doi.org/10.1002/cmmi.265

GONÇALVES, M.A.; PEIXOTO, F. C.; DA CUNHA, E.F.F.; RAMALHO, T. C. Dynamics, NMR parameters and hyperfine coupling constants of the Fe3O4(100)–water interface: Implications for MRI probes. Chemical Physics Letters. v.609, p.88-92, 2014. DOI: https://doi.org/10.1016/j.cplett.2014.06.030

GONÇALVES, M. A.; RAMALHO, T. C. Agentes de Contraste para Imagem por Ressonância Magnética: Uma Revisão, Revista Virtual de Química. v.9, n.4, p.1511-1524, 2017. DOI: https://doi.org/10.21577/1984-6835.20170087

JENSEN F. Introduction to computational chemistry. 2. ed. New York: John Wiley, 2007.

KAUPP, M.; BÜHL, M.; MALKIN, V. G. CALCULATION of NMR and EPR Parameters: Theory and Applications.Wiley-VCH,Weinheim, 2004. DOI: https://doi.org/10.1002/3527601678

KHALAF, P. I.; ORTOLAN, A. O. Apostila de práticas de química computacional, Trabalho de conclusão de curso, UFTPR, 2014, Pato Branco, PR, Brasil.

MAZZOLA, A. A. Ressonância magnética : princípios de formação da imagem e aplicações em

imagem. Revista Brasileira de Física Médica. n.3, v.1, p.117-129, 2009.

MORGON NH, CUSTODIO R. Teoria do Funcional de Densidade, Química Nova. v.18, n.1, p.44-55, 1994.

MUSSO F, UGLIENGO P, SODUPE, M. Do H-bond features of silica surfaces affect the H2O and NH3 adsorption? Insights from periodic B3LYP calculations, The journal of physical chemistry. v.115, n,41, p.11221–11228, 2011. DOI: https://doi.org/10.1021/jp203988j

NAZARPARVAR E.; ZAHEDI, M.; KLEIN, E. Density Functional Theory (B3LYP) Study of Substituent Effects on O–H Bond Dissociation Enthalpies of trans-Resveratrol Derivatives and the Role of Intramolecular. The Journal of Organic Chemistry. n.77, p.10093–10104, 2012. DOI: https://doi.org/10.1021/jo301612a

NOGUEIRA-BARBOSA H.; MUGLIA, V. F. Complicações do uso intravenoso de agentes de contraste à base de gadolínio para ressonância magnética. Radiologia Brasileira. v,41, n.4, p.263-267, 2008. DOI: https://doi.org/10.1590/S0100-39842008000400013

PEDROZA, A. C. Teoria do Funcional da Densidade uma possível solução para o problema de muitos elétrons da Mecânica Quântica, Physicae Organum. v.2, n.1, p.1-14, 2016.

PERDEW JP, BURKE K, ERNZERHOF M. Generalized Gradient Approximation Made Simple. Physical Review Letters. v.77, n.18, p.3865-3868, 1996. DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.77.3865

PEREIRA A.M. Estudo ab-initio e DFT das nitrosaminas, 2008. Universidade Federal da Paraíba.

ROCHA T. S. et al. Enhanced photocatalytic hydrogen generation from water by Ni(OH)2 loaded on Ni-doped δ-FeOOH nanoparticles obtained by one-step synthesis. Royal Society of Chemistry. v.3, p.20308-20314, 2013. DOI: https://doi.org/10.1039/c3ra43561j