30
Teorik Kimya ve Bilgisayar Yazılımları ile Kozmetik Ürün Tasarımı Doç. Dr. Armağan KINAL Ege Üniversitesi Fen Fakültesi Kimya Bölümü Fizikokimya Anabilim Dalı 3. Kozmetik Kongresi, 15-17 Subat 2013, Antalya

Teorik Kimya ve Bilgisayar - KimyaKongreleri.orgkimyakongreleri.org/K2013/K2013-045.pdfTeorik Kimya ve Bilgisayar Yazılımları ile Kozmetik Ürün Tasarımı Doç. Dr. Armağan KINAL

  • Upload
    others

  • View
    17

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Teorik Kimya ve Bilgisayar - KimyaKongreleri.orgkimyakongreleri.org/K2013/K2013-045.pdfTeorik Kimya ve Bilgisayar Yazılımları ile Kozmetik Ürün Tasarımı Doç. Dr. Armağan KINAL

Teorik Kimya ve Bilgisayar

Yazılımları ile Kozmetik Ürün Tasarımı

Doç. Dr. Armağan KINALEge Üniversitesi Fen Fakültesi Kimya Bölümü

Fizikokimya Anabilim Dalı

3. Kozmetik Kongresi, 15-17 Subat 2013, Antalya

Page 2: Teorik Kimya ve Bilgisayar - KimyaKongreleri.orgkimyakongreleri.org/K2013/K2013-045.pdfTeorik Kimya ve Bilgisayar Yazılımları ile Kozmetik Ürün Tasarımı Doç. Dr. Armağan KINAL

Giriş Teorik Kimya nedir?

Hesapsal kimya yöntemleri Moleküler mekanik

Moleküler dinamik

Kuantum kimyasal yöntemler

Kozmetik ürün tasarımı

Kozmetik ürün tasarımında bilgisayar kullanımı

3. Kozmetik Kongresi, 15-17 Subat 2013, Antalya

Page 3: Teorik Kimya ve Bilgisayar - KimyaKongreleri.orgkimyakongreleri.org/K2013/K2013-045.pdfTeorik Kimya ve Bilgisayar Yazılımları ile Kozmetik Ürün Tasarımı Doç. Dr. Armağan KINAL

Teorik Kimya nedir?

Teorik Kimya

Teorik kimya: Kimya biliminin, moleküllerin davranışlarını ve özelliklerini

anlamak, moleküler olayları taklit etmek (simülasyon), yeni moleküllerin

özelliklerini tahmin etmek için fizik, matematik ve bilgisayarlardan yararlanan

dalıdır.

Elektronik yapı

ve kimyasal bağ

teorileri

İstatistiksel

Mekanik

Tepkime

Dinamiği

Kuantum kimyası

Değerlik bağ teorisi

Moleküler orbital teorisi

Hesapsal KimyaKuantum istatistiği

Boltzman ortalama teorisi

Topluluklar teorisi

Parça ve korelasyon teorileri

Moleküler dinamik

Kinematik

Enformasyon teorisi

Adiabatik yaklaşımı

3. Kozmetik Kongresi, 15-17 Subat 2013, Antalya

Page 4: Teorik Kimya ve Bilgisayar - KimyaKongreleri.orgkimyakongreleri.org/K2013/K2013-045.pdfTeorik Kimya ve Bilgisayar Yazılımları ile Kozmetik Ürün Tasarımı Doç. Dr. Armağan KINAL

Hesapsal Kimya nedir? Hesapsal kimya : Teorik kimyanın, kimyasal problemleri kuantum mekaniği

ya da klasik fizik kurallarını kullanarak bilgisayar ve bilgisayar programları

yardımı ile çözmeyi amaçlayan branşıdır. Hesapsal kimyada, nümerik olarak

temsil edilen moleküler sistemlerin özellikleri ve davranışları kuantum ya da

klasik fizik denklemlerinin çözülmesi ile belirlenir.

Hesapsal KimyaMoleküler

mekanik

Moleküler

dinamik

Kuantum

Kimyasal

yöntemler

Ab initio yöntemler

Yarı deneysel yöntemler

Yoğunluk fonksiyoneli

teorisi

3. Kozmetik Kongresi, 15-17 Subat 2013, Antalya

Page 5: Teorik Kimya ve Bilgisayar - KimyaKongreleri.orgkimyakongreleri.org/K2013/K2013-045.pdfTeorik Kimya ve Bilgisayar Yazılımları ile Kozmetik Ürün Tasarımı Doç. Dr. Armağan KINAL

NMR spektrumları

• Özellikler

ESP

Mekanizma

IR spektrumları

UV spektrumları Yığın özellikleri

Hesapsal Kimya ile neler hesaplanabilir?

• Geometrik yapı

• Enerji

, ,E H G

Tepkime kinetiği ve termodinamiği

3. Kozmetik Kongresi, 15-17 Subat 2013, Antalya

Page 6: Teorik Kimya ve Bilgisayar - KimyaKongreleri.orgkimyakongreleri.org/K2013/K2013-045.pdfTeorik Kimya ve Bilgisayar Yazılımları ile Kozmetik Ürün Tasarımı Doç. Dr. Armağan KINAL

Moleküler MekanikMoleküler mekanik: Moleküler sistemleri modellemek için klasik mekanik

metotları kullanan bu yöntemde, sistemin enerjisi molekül içi ve moleküller

arası etkileşimleri içeren kuvvet alanları kullanılmak sureti ile hesaplanır.

Van der Waals etkileşimleri

Elektrostatik etkileşimler

Kimyasal bağlar

Açılar

Dönme açıları (torsiyonlar)

Moleküler

arası

etkileşimler

Molekül içi

etkileşimler

Potansiyel enerji

3. Kozmetik Kongresi, 15-17 Subat 2013, Antalya

Page 7: Teorik Kimya ve Bilgisayar - KimyaKongreleri.orgkimyakongreleri.org/K2013/K2013-045.pdfTeorik Kimya ve Bilgisayar Yazılımları ile Kozmetik Ürün Tasarımı Doç. Dr. Armağan KINAL

Moleküler DinamikMoleküler dinamik: Dinamik bir sistem

içerisindeki atom ve moleküllerin

hareketlerini modelleyen bir benzetişim

yöntemidir.

• Tipik bir moleküler dinamik benzetişi-

minde, atom ve moleküllerin yörüngeleri

Newton’un hareket denklemlerinin

nümerik olarak çözülmesi ile elde edilir.

• Sistem içindeki taneciklerin etkileşimleri

ise moleküler mekanik kuvvet alanları

tarafından tanımlanan potansiyel enerji

ve kuvvetler ile belirlenir.

)( ijiii rUrmF

3. Kozmetik Kongresi, 15-17 Subat 2013, Antalya

Page 8: Teorik Kimya ve Bilgisayar - KimyaKongreleri.orgkimyakongreleri.org/K2013/K2013-045.pdfTeorik Kimya ve Bilgisayar Yazılımları ile Kozmetik Ürün Tasarımı Doç. Dr. Armağan KINAL

Moleküler DinamikMoleküler dinamik: Dinamik bir sistem

içerisindeki atom ve moleküllerin

hareketlerini modelleyen bir benzetişim

yöntemidir.

• Tipik bir moleküler dinamik benzetişi-

minde, atom ve moleküllerin yörüngeleri

Newton’un hareket denklemlerinin

nümerik olarak çözülmesi ile elde edilir.

• Sistem içindeki taneciklerin etkileşimleri

ise moleküler mekanik kuvvet alanları

tarafından tanımlanan potansiyel enerji

ve kuvvetler ile belirlenir.

)( ijiii rUrmF

3. Kozmetik Kongresi, 15-17 Subat 2013, Antalya

Page 9: Teorik Kimya ve Bilgisayar - KimyaKongreleri.orgkimyakongreleri.org/K2013/K2013-045.pdfTeorik Kimya ve Bilgisayar Yazılımları ile Kozmetik Ürün Tasarımı Doç. Dr. Armağan KINAL

Kuantum Kimyasal YöntemlerKuantum Kimyasal Yöntemler : Moleküler enerji ve yapı belirlemesinin kuantum

mekaniği kurallarının kullanılmasıyla yapıldığı yöntemlerdir.

3. Kozmetik Kongresi, 15-17 Subat 2013, Antalya

Page 10: Teorik Kimya ve Bilgisayar - KimyaKongreleri.orgkimyakongreleri.org/K2013/K2013-045.pdfTeorik Kimya ve Bilgisayar Yazılımları ile Kozmetik Ürün Tasarımı Doç. Dr. Armağan KINAL

Kuantum Kimyasının TemelleriKuantum Kimyasal Yöntemler : Moleküler enerji ve yapı belirlemesinin kuantum

mekaniği kurallarının kullanılmasıyla yapıldığı yöntemlerdir.

Schrödinger denklemi

H E Toplam enerji operatörü

Enerji

Dalga fonksiyonu

ˆ : E:

:

H

Erwin Schrödinger Paul A. M. Dirac

1933 Nobel Fizik ödülü‘Atom teorisinin verimli ve yeni

formulasyonunun keşfi ile’

3. Kozmetik Kongresi, 15-17 Subat 2013, Antalya

Page 11: Teorik Kimya ve Bilgisayar - KimyaKongreleri.orgkimyakongreleri.org/K2013/K2013-045.pdfTeorik Kimya ve Bilgisayar Yazılımları ile Kozmetik Ürün Tasarımı Doç. Dr. Armağan KINAL

Gelişmiş Kuantum Kimyasal HesaplarGelişmiş kuantum kimyasal hesaplamalar bugün kimyasal problemlerin çözümünde

önemli rol oynayan yöntemlerdir.

1998 Nobel Kimya

ödülü

Walter Kohn John A. Pople

„Yoğunluk fonksiyoneli

teorisinin keşfi ile‟

“kuantum kimyasındaki

hesapsal yöntemleri

geliştirmesi ile”

3. Kozmetik Kongresi, 15-17 Subat 2013, Antalya

Page 12: Teorik Kimya ve Bilgisayar - KimyaKongreleri.orgkimyakongreleri.org/K2013/K2013-045.pdfTeorik Kimya ve Bilgisayar Yazılımları ile Kozmetik Ürün Tasarımı Doç. Dr. Armağan KINAL

Ab initio Yöntemler

• Ab initio Latince ‘en baştan, en temelden’ anlamındadır.

• Ab initio yöntemlerde denklemler tamamen kuantum teorisinin

prensiplerine dayalı olarak türetilirler, deneysel hiçbir veri

içermezler.

• Yalnızca çeşitli seviyelerde yaklaştırmalar yapılarak Schrödinger

denkleminden oluşan diferansiyel denklemin yaklaşık çözümüne

ulaşılmaya çalışılır.

• Ab initio hesapları genel olarak çok iyi nitel sonuçlar verir ve

doğruluk sistematik olarak arttırılabilir.

• En temel ab initio hesabı Hartree-Fock (HF) yöntemidir.

3. Kozmetik Kongresi, 15-17 Subat 2013, Antalya

Page 13: Teorik Kimya ve Bilgisayar - KimyaKongreleri.orgkimyakongreleri.org/K2013/K2013-045.pdfTeorik Kimya ve Bilgisayar Yazılımları ile Kozmetik Ürün Tasarımı Doç. Dr. Armağan KINAL

Hartree Fock Yöntemi

• Temel yaklaşım ortalama alan yaklaşımıdır.

• Ortalama alan yaklaşımında, elektronların

potansiyellerinin sadece çekirdekten uzaklık-

larına göre değiştiği ve her elektronun diğer tüm

elektronların yarattığı ortalama elektrik alanın

etkisini hissettikleri varsayılır.

• Dalga fonksiyonları atomik orbitallerin doğrusal

kombinasyonları ile tanımlanır.

n1 n2

e1e2

Çekirdeklerin

kinetik enerjisi

Elektronların

kinetik enerjisi

Çekirdeklerin

potansiyel enerjisi

Çekirdek-elektron

etkileşim enerjisi

Elektron-elektron

etkileşim enerjisi

ˆn e n n e e eH T T V V V

H E

3. Kozmetik Kongresi, 15-17 Subat 2013, Antalya

Page 14: Teorik Kimya ve Bilgisayar - KimyaKongreleri.orgkimyakongreleri.org/K2013/K2013-045.pdfTeorik Kimya ve Bilgisayar Yazılımları ile Kozmetik Ürün Tasarımı Doç. Dr. Armağan KINAL

Hartree Fock Yöntemi

,n,l ,m(r,,) NYl,m (,)rn1

er

,l x ,ly ,lz(x,y,z) Nx

lx yly z

lzer 2

Slater Tipi Orbital

Gaussian Tipi Orbital

ˆ H el 2

2me

i

2

i

Z e

2

rii

e 2

riji j

j

ˆe e n e e eH T V V

Born Oppenheimer (BO)’ın çekirdek hareketlerini ihmal eden yaklaştırmasından

sonra elektronik toplam enerji operatörü, He

ˆ H el el (r;R) Eel el (r;R)

e-e etkileşimi

tam çözüme

izin vermez.

HF yönteminde dalga fonksiyonu bir tek Slater determinantı ile tanımlanır. Böylece

her elektron sadece ortala e-e itme etkileşimi hisseder, ani elektron hareketlerinden

kaynaklanan etkileşi HF yönteminde yoktur.

el dii d00 i

d11 d22 ...

0 1

N!

1 (1) 1(1) 2 (1) M(1)

1 (2) 1(2) 2 (2) M(2)

1 (N ) 1(N) 2 (N ) M(N)

Slater determinantı

i ckik

k

M

Baz seti

3. Kozmetik Kongresi, 15-17 Subat 2013, Antalya

Page 15: Teorik Kimya ve Bilgisayar - KimyaKongreleri.orgkimyakongreleri.org/K2013/K2013-045.pdfTeorik Kimya ve Bilgisayar Yazılımları ile Kozmetik Ürün Tasarımı Doç. Dr. Armağan KINAL

Elektron Korelasyon Yöntemleri HF yöntemi ile hesaplanan enerji ile sistemin Schrödinger denkleminin tam

çözümünden elde edilen gerçek enerjisi arasındaki farka Elektron

Korelasyon Enerjisi denir.

Ecorr = Etam - EHF

HF yönteminde ihmal edilen anlık e-e- etkileşimlerini içerir.

Daha yüksek seviyeli diğer ab initio yöntemlerde Korelasyon enerjisi HF

dalga fonksiyonunun uyarılmış hallerinin doğrusal bileşiminin dalga

fonksiyonu olarak kullanılması ile hesaba katılır.

el d0HF dii

i1

3. Kozmetik Kongresi, 15-17 Subat 2013, Antalya

Page 16: Teorik Kimya ve Bilgisayar - KimyaKongreleri.orgkimyakongreleri.org/K2013/K2013-045.pdfTeorik Kimya ve Bilgisayar Yazılımları ile Kozmetik Ürün Tasarımı Doç. Dr. Armağan KINAL

• HF denklemlerinin çeşitli integral terimlerinin ihmali ve hesap sonuçlarını

deneysel verilere uyduran parametrelerin kullanılması prensibine

dayanırlar.

• Elektron korelasyonunu deneysel verilerin kullanılması nedeniyle dolaylı

olarak hesaba katarlar.

• Yapılan yaklaştırmalardan dolayı denklem çözümleri daha kısa zaman

alır, yani yarı deneysel yöntemler ab initio yöntemlere göre çok daha az

zaman alırlar.

• Doğrulukları sistematik olarak arttırılamaz. 100-10000 atomlu sistemlere

uygulanabilirler.

Yarı Deneysel Yöntemler

3. Kozmetik Kongresi, 15-17 Subat 2013, Antalya

Page 17: Teorik Kimya ve Bilgisayar - KimyaKongreleri.orgkimyakongreleri.org/K2013/K2013-045.pdfTeorik Kimya ve Bilgisayar Yazılımları ile Kozmetik Ürün Tasarımı Doç. Dr. Armağan KINAL

• Fonksiyonel: fonksiyonunun fonksiyonu demektir.

• Elektron yoğunluğu dalga fonksiyonunun karesinin tüm

elektronlar üzerinden integrali ile hesaplanır.

• Dalga fonksiyonu (DF) elektron sayısı arttıkça

karmaşıklaşırken, elektron yoğunluğu sadece üç koordinata

bağlıdır.

• 1964’te Hohenberg ve Kohn tarafından atomik bir sistemin

elektronik temel hal enerjisinin sadece elektron

yoğunluğundan belirlenebileceği teorisi geliştirildi. Yani

enerji elektron yoğunluğunun bir fonksiyonelidir.

• Yoğunluk fonksiyoneli teorisinde Kohn-Sham tarafından HF

yaklaşımına benzer bir formulasyon yapıldı.

Yoğunluk Fonksiyoneli Teorisi (DFT)

( )E f n r

)()()(2/

*rrrn i

M

i

i

Elektron

yoğunluğu

Enerji

fonksiyoneli

2

3

i

1 ( ') 1( ) n | ' | ( )

2 2 | ' | 2 | |

occ Nj k

i ext i XC

i jk j k

Z Zn rE n r V d r E n r

r r R R

Değiş-tokuş

korelasyon enerjisi

3. Kozmetik Kongresi, 15-17 Subat 2013, Antalya

Page 18: Teorik Kimya ve Bilgisayar - KimyaKongreleri.orgkimyakongreleri.org/K2013/K2013-045.pdfTeorik Kimya ve Bilgisayar Yazılımları ile Kozmetik Ürün Tasarımı Doç. Dr. Armağan KINAL

• Ancak, değiş-tokuş korelasyon enerjisini veren fonksiyonun ne olduğu

bilinmemektedir. Bu nedenle, yoğunluk fonksiyoneli teorisinin temel

amacı bu enerjiyi en iyi şekilde tanımlayabilen bir fonksiyonelin

bulunmasıdır.

• Bu da DFT yöntemlerinin (fonksiyonellerinin) neden bu kadar çeşitli

olduğunu açıklamaktadır.

• Yoğunluk fonksiyoneli teorisi metotlarına örnekler:

Yoğunluk Fonksiyoneli Teorisi (DFT)

2

3

i

1 ( ') 1( ) n | ' | ( )

2 2 | ' | 2 | |

occ Nj k

i ext i XC

i jk j k

Z Zn rE n r V d r E n r

r r R R

Değiş-tokuş

korelasyon enerjisi

En popüler DFT

yöntemi

3. Kozmetik Kongresi, 15-17 Subat 2013, Antalya

Page 19: Teorik Kimya ve Bilgisayar - KimyaKongreleri.orgkimyakongreleri.org/K2013/K2013-045.pdfTeorik Kimya ve Bilgisayar Yazılımları ile Kozmetik Ürün Tasarımı Doç. Dr. Armağan KINAL

Kozmetikte Hesapsal Kimya

Yöntemlerinin Kullanımı Kozmetik alanında hesapsal kimya yöntemleri ve bilgisayar

yazılımlarının kullanımı aşağıdaki temel başlıklar altında

toplanabilir.

Kozmetik kimyasalları-

nın özelliklerinin hesap-

sal kimya yöntemleri ile

araştırılması

Kozmetik kimyasalları-

nın etki değerlerinin

Nicel Yapı Aktivite

İlişkisi (QSAR) yöntemi

ile ortaya çıkarılması

Kozmetik kimyasalları

ile cilt etkileşimlerinin

moleküler dinamik yön-

temlerle modellenmesi

3. Kozmetik Kongresi, 15-17 Subat 2013, Antalya

Page 20: Teorik Kimya ve Bilgisayar - KimyaKongreleri.orgkimyakongreleri.org/K2013/K2013-045.pdfTeorik Kimya ve Bilgisayar Yazılımları ile Kozmetik Ürün Tasarımı Doç. Dr. Armağan KINAL

Kozmetikte kullanılan kimyasalların özelliklerinin

hesapsal yöntemlerle araştırılması

Kullanıldığı alan, çoğu kez bir molekülün bilim

insanlarının ilgisini çekebilmesi için yeterlidir.

Vitaminler, alfa hidroksi asitler, fenoller, UV emici

benzofenon gibi aromatikler ve benzeri pek çok bileşik

kozmetik alanında kullanılmaları nedeniyle bilim

insanlarının ilgisini çekmektedirler.

Bu nedenle bu tür moleküllerin özelliklerinin tayin

edilmesi için hesapsal kimya yöntemleri

kullanılmaktadır.

Aşağıda bu tür çalışmalara birkaç örnek verilmiştir:

Kozmetik

koruyucular

3. Kozmetik Kongresi, 15-17 Subat 2013, Antalya

Page 21: Teorik Kimya ve Bilgisayar - KimyaKongreleri.orgkimyakongreleri.org/K2013/K2013-045.pdfTeorik Kimya ve Bilgisayar Yazılımları ile Kozmetik Ürün Tasarımı Doç. Dr. Armağan KINAL

Kozmetikte kullanılan kimyasalların özelliklerinin

hesapsal yöntemlerle araştırılması

Bu çalışmada, gıda, içki, ilaç ve kozmetik

alanlarında renklendirici ajan olarak kullanılan

ponceau 4R molekülünün Raman spektrumu

DFT-B3LYP yöntemiyle hesaplanmış ve bu

boyanın optimize edilmiş geometrisi ve titreşim

frekansları hakkında önemli ve deneysel

sonuçlarla karşılaştırılabilir veriler elde

edilmiştir. Yanda deneysel olarak elde edilmiş

ve hesaplanmış Raman spektrumlarının

benzerliği görülmektedir.

3. Kozmetik Kongresi, 15-17 Subat 2013, Antalya

Page 22: Teorik Kimya ve Bilgisayar - KimyaKongreleri.orgkimyakongreleri.org/K2013/K2013-045.pdfTeorik Kimya ve Bilgisayar Yazılımları ile Kozmetik Ürün Tasarımı Doç. Dr. Armağan KINAL

Bu çalışmada ise, kozmetikte

nemlendirici olarak kullanılan digliserol

bileşiğinin gliserol molekülünden

katalitik olarak elde edilmesi sırasında

oluşan ürün ve izomer dağılımın

kontrolünün nasıl yapılacağı DFT

hesaplamaları yardımı ile

belirlenmektedir.

3. Kozmetik Kongresi, 15-17 Subat 2013, Antalya

Page 23: Teorik Kimya ve Bilgisayar - KimyaKongreleri.orgkimyakongreleri.org/K2013/K2013-045.pdfTeorik Kimya ve Bilgisayar Yazılımları ile Kozmetik Ürün Tasarımı Doç. Dr. Armağan KINAL

Kozmetik kimyasalları ile cilt etkileşimlerinin

moleküler dinamik yöntemlerle modellenmesi

• Kozmetik ürün ile cilt arasındaki etkileşim mekanizmaların deneysel yöntemlerle

ortaya çıkarılmaları ya da anlaşılmaları oldukça zordur.

• Moleküler görüntülemedeki teknolojik gelişmeler oldukça artmış olmasına rağmen

moleküler yapıları görüntüleyen teknoloji hala henüz yeterli değildir.

• Hatta, moleküllerin deneysel olarak elde edilmiş yapıları biliniyor olsa bile moleküller

hareketli tanecikler oldukları için bunlardan extrapolasyon yöntemi ile dinamiğe ya da

mekanizmaya ait sonuçlar çıkartmak aldatıcı olabilir.

• Bu etkileşimleri gözlemenin yolu, uygun fiziksel parametrelerin kullanıldığı hesapsal

modeller oluşturup moleküler dinamik (MD) yöntemiyle atomik ve moleküler

hareketlerin simülasyonlarını yapmaktan geçmektedir.

Hiperpolarize C-13 NMR görüntüleme Moleküler modeller ve MD

3. Kozmetik Kongresi, 15-17 Subat 2013, Antalya

Page 24: Teorik Kimya ve Bilgisayar - KimyaKongreleri.orgkimyakongreleri.org/K2013/K2013-045.pdfTeorik Kimya ve Bilgisayar Yazılımları ile Kozmetik Ürün Tasarımı Doç. Dr. Armağan KINAL

Stratum corneum, epidermisin en üst

tabakasına verilen isimdir. Cilt yoluyla vücuda

girecek maddelerin ilk karşılaştığı bariyer

olarak nitelendirilebilir. Bu derlemede, cilt

geçirgenliğinin arttırıcı stratejilerin ve fiziksel

gözlemlerle desteklene hesapsal benzetişim

(simülasyon) bulgularından elde edilen

stratum corneum’un içine difüzyon

mekanizmalarının sağlayacağı bakış açısının

avantajları ve sınırlamaları tartışılmıştır.

Wiley interdisciplinary reviews-nanomedicine and nanobiotechnology

Vol 3 Pages: 449-462 Yayın tarihi: SEP-OCT 2011

3. Kozmetik Kongresi, 15-17 Subat 2013, Antalya

Page 25: Teorik Kimya ve Bilgisayar - KimyaKongreleri.orgkimyakongreleri.org/K2013/K2013-045.pdfTeorik Kimya ve Bilgisayar Yazılımları ile Kozmetik Ürün Tasarımı Doç. Dr. Armağan KINAL

Stratum corneum, epidermisin en üst

tabakasına verilen isimdir. Cilt yoluyla vücuda

girecek maddelerin ilk karşılaştığı bariyer

olarak nitelendirilebilir. Bu derlemede, cilt

geçirgenliğinin arttırıcı stratejilerin ve fiziksel

gözlemlerle desteklene hesapsal benzetişim

(simülasyon) bulgularından elde edilen

stratum corneum’un içine difüzyon

mekanizmalarının sağlayacağı bakış açısının

avantajları ve sınırlamaları tartışılmıştır.

3. Kozmetik Kongresi, 15-17 Subat 2013, Antalya

Page 26: Teorik Kimya ve Bilgisayar - KimyaKongreleri.orgkimyakongreleri.org/K2013/K2013-045.pdfTeorik Kimya ve Bilgisayar Yazılımları ile Kozmetik Ürün Tasarımı Doç. Dr. Armağan KINAL

Kozmetik Kimyasallarının Etki Değerlerinin

Nicel Yapı Aktivite İlişkisi (QSAR) Yöntemi ile

ortaya çıkarılması

Nicel Yapı Aktivite İlişkisi (QSAR) nedir?

Kantitatif Yapı Aktivite İlişkisi (QSAR) bir moleküler sistemin biyolojik

aktivitesi ile o sistemin geometrisinin ve kimyasal özelliklerinin arasındaki

matematiksel ilişkidir.

moleküler geometri ve kimyasal özellikler HataAktivite f

QSAR biyolojik aktivite ve moleküler özellikler arasında tutarlı bir ilişki

bulmaya çalışır, böylece bu "kurallar" yeni bileşiklerin aktivitesini

değerlendirmek için kullanılabilir.

Genel QSAR formülü

3. Kozmetik Kongresi, 15-17 Subat 2013, Antalya

Page 27: Teorik Kimya ve Bilgisayar - KimyaKongreleri.orgkimyakongreleri.org/K2013/K2013-045.pdfTeorik Kimya ve Bilgisayar Yazılımları ile Kozmetik Ürün Tasarımı Doç. Dr. Armağan KINAL

Kantitatif Yapı Aktivite İlişkisi (QSAR) Yöntemi

• Moleküllerin özelliklerini karakterize eden sayısal değerlere Moleküler

Tanımlayıcılar (molecular descriptors) denir.

• Pek çok yapısal benzerlikleri olan molekül için bu değerlere bağlı

aktivite biliniyorsa, o zaman aktivitenin moleküler tanımlayıcılara

bağımlılığı istatistiksel yöntemlerle hesaplanabilir.

MT-1 MT-2 …. MT-n Aktivite

Mol-1 0.7 0.8 … 2.1 11.1

Mol-2 1.1 2.3 … 5.1 17.2

….. …

Mol-m 0.2 0.3 3.3 13.2

Örneğin; elimizde çeşitli

özellikleri (MT-1,MT-2,.. ) ve

bunlara ait aktiviteleri bilinen

m tane molekül (Mol-1,Mol-

2,..) var ise; bu moleküler

tanımlayıcıların fonksiyonu o-

lan aktivite QSAR yöntemi ile

istatistiksel olarak tanım-

lanabilir.

0 1 1 2 2Aktivite ( ) ( ) ... ( )n nc c MT c MT c MT

3. Kozmetik Kongresi, 15-17 Subat 2013, Antalya

Page 28: Teorik Kimya ve Bilgisayar - KimyaKongreleri.orgkimyakongreleri.org/K2013/K2013-045.pdfTeorik Kimya ve Bilgisayar Yazılımları ile Kozmetik Ürün Tasarımı Doç. Dr. Armağan KINAL

QSAR yöntemi içeren yazılımlar

3. Kozmetik Kongresi, 15-17 Subat 2013, Antalya

Page 29: Teorik Kimya ve Bilgisayar - KimyaKongreleri.orgkimyakongreleri.org/K2013/K2013-045.pdfTeorik Kimya ve Bilgisayar Yazılımları ile Kozmetik Ürün Tasarımı Doç. Dr. Armağan KINAL

QSAR yöntemi içeren yazılımlar

http://www.qsarworld.com/free-programs.php

3. Kozmetik Kongresi, 15-17 Subat 2013, Antalya

Page 30: Teorik Kimya ve Bilgisayar - KimyaKongreleri.orgkimyakongreleri.org/K2013/K2013-045.pdfTeorik Kimya ve Bilgisayar Yazılımları ile Kozmetik Ürün Tasarımı Doç. Dr. Armağan KINAL

Popüler Hesapsal Kimya Yazılımları

• GAUSSIAN

• GAMESS

• MOPAC

• Accelrys

• Hyperchem

• MOLPRO

• MOLCAS

• JAGUAR

• Quantum-espresso

• Spartan

• CASTEP

• ABINIT

• …..

Sabrınız için teşekkürler

3. Kozmetik Kongresi, 15-17 Subat 2013, Antalya