Titlul complet al proiectului:

SENZORI MICROPOROȘI CU POLIANILINĂ FUNCȚIONALIZATĂ CU GRUPĂRI PENDANTE, MATERIAL INOVATIV UTILIZABIL ÎN IDENTIFICAREA ȘI CONTROLUL MALADIEI PARKINSON.

Numar proiect PN II nr. 72 171 

Acronimul proiectului:  SEMPAR

Acces zona privata

Rezumatul proiectului

Maladia Parkinson – descrisă în 1817 de medicul James Parkinson – este o afecțiune neurologică asociată cu distrugerea progresivă a celulelor producătoare de dopamină din creier. Boala afectează 1-2% din persoanele cu vârstă peste 65 ani și 4-5% dintre cei cu peste 75 de ani. La nivel mondial sunt înregistrați peste 4 milioane de bolnavi de Parkinson în timp ce în România se pare că există 70.000 de persoane afectate. 

Dopamina este o amină biogenică care acționează ca neuro-transmițător în creier, implicată în controlul motricității – absența sa duce la rigiditatea mușchilor, reducerea vitezei mișcărilor și tremur în stare de repaus. Scăderea concentrației de dopamină sub 10 nM indică o boală neuro-degenerativ㠖 precum Parkinson sau schizofrenia. Detectarea cu precizie a dopaminei la astfel de concentrații a rămas o problemă de actualitate la nivel mondial chiar dacă în ultimii 30 de ani s-au făcut progrese semnificative în tratarea maladiei. Principala problemă este depistarea precoce a bolii datorată inexistenței unor metode de laborator rapide și suficient de sensibile pentru monitorizarea dopaminei.

Dozarea dopaminei cu precizie de 1 nM se poate face folosind un electrod de aur acoperit cu un strat de polianilină funcționalizată cu acid boronic (PAAB) depusă pe nanotuburi de grafit. Dezavantajul realizării acestor compozite PAAB/nanotuburi constă în complexitatea procesului de realizare a electrozilor și a problemelor care apar la asigurarea unui contact cât mai perfect între metalul electrodului – de obicei platină sau aur – și compozitul realizat.   

O posibilitate de reducere a acestor dificultăți poate reieși din simularea și interpretarea mecanico-cuantică (metoda Monte-Carlo) a proprietăților electro-conductoare ale filmelor de PAAB pe diverse substraturi – mai ieftine și mai accesibile – și estimarea răspunsului senzorial la diverși compuși biomoleculari, susceptibili a fi dozați în organismul uman (de ex. dopamina). În acest context utilizarea ca substrat pentru filmul de PAAB a nichelului scheletat sau a nichelului Raney ar avea următoarele avantaje:

·         realizarea senzorului direct pe suport metalic nenobil,

·         păstrarea avantajelor nanotuburilor de grafit – suprafață foarte mare,

·         prețul de cost redus,

·         în plus activitatea catalitică a nichelului Raney/scheletat poate avea efecte favorabile asupra sensibilității electrodului.

Proiectul se înscrie în Direcția de cercetare: 7. Materiale, procese și produse inovative; 7.1. Materiale avansate; 7.1.6. Materiale și biomateriale avansate pentru creșterea calității vieții (sănătate, sport, educație).

Obiectivele generale și rezultatele estimate obținute

Obiectivul general al proiectului este realizarea unui senzor microporos cu polianilină funcționalizată cu grupări pendante depus pe un suport de nichel scheletat sau nichel Raney, utilizabil în identificarea și controlul maladiei Parkinson.

Odată atins obiectivul proiectului se va putea breveta - fie metoda de realizare, fie chiar senzorul - iar aplicabilitatea acestuia poate fi imediată. Prin participarea la manifestări în domeniu (în special la târguri și expoziții) se va urmări identificarea agenților economici interesați. De asemenea, un rol important în identificarea agenților economici interesați îl va juca și Parcul Stiințific și Tehnologic TIM SCIENCE PARK Timișoara, al cărui membru fondator este coordonatorul proiectului.

Instituția coordonatoare:

INSTITUTUL NAȚIONAL DE CERCETARE – DEZVOLTARE PENTRU

ELECTROCHIMIE ȘI MATERIE CONDENSATĂ TIMIȘOARA

300569 Aurel Păunescu Podeanu 144, Timișoara, Timiș, România

Tel./Fax: +40 256-222.119 /+40 256-201.382    

www.incemc.ro

  E-mail:incemc@incemc.ro

INSTITUTUL NAȚIONAL DE CERCETARE-DEZVOLTARE PENTRU ELECTROCHIMIE ȘI MATERIE CONDENSATĂ  TIMIȘOARA

Componența consorțiului:

Partener 1: UNIVERSITATEA DE MEDICINĂ ȘI FARMACIE “VICTOR BABEȘ”  TIMIȘOARA
Partener 2: UNIVERSITATEA POLITEHNICA TIMIȘOARA
Partener 3  INSTITUTUL DE CHIMIE TIMIȘOARA

Autoritatea contractantă (finanțatoare a proiectului)

Unitatea Executiva pentru Finantarea Invatamantului Superior, a Cercetarii, Dezvoltarii si Inovarii

Str. Mendeleev nr. 21-25   Bucuresti

Durata proiectului (în luni): 37

Data începerii: 01/10/2008

Data finalizării: 28/10/2011

Valoarea totală a proiectului: 1.802.100

Valoarea finanțării de la bugetul de stat: 1.802.100

Repartizarea fondurilor – inițial.

Instituția

Numele abreviat al

instituției

Tipul organizației

2008

 

2009

2010

2011

Total

B

C

B

C

B

C

B

C

B

C

CO – INSTITUTUL NAȚIONAL DE C-D PENTRU ELECTROCHIMIE ȘI MATERIE CONDENSATĂ –INCEMC- TIMIȘOARA

INCEMC

INCD

6450

 

526600

 

416650

 

173400

 

1123100

P1 - UNIVERSITATEA DE MEDICINĂ ȘI FARMACIE „VICTOR BABEȘ” DIN TIMIȘOARA

UMF

UNI

10000

 

40000

 

40000

 

10000

 

100000

 

P2 – UNIVERSITATEA POLITEHNICA DIN TIMIȘOARA

UPT

UNI

17000

 

145000

 

84000

 

43000

 

289000

 

P3 – INSTITUTUL DE CHIMIE TIMIȘOARA AL ACADEMIEI ROMÂNE

ICT

I-AR

40000

 

160000

 

70000

 

20000

 

290000

 

Total proiect

73450

 

871600

 

610650

 

246400

 

1802100

 

 

Obiectiv general:

 Realizarea unui biosenzor microporos cu structură și morfologie controlată (folosit la dozarea dopaminei), obținut prin depunerea electrochimică a unor filme de polianilină funcționalizată cu grupări pendante de tip acid boronic  pe un suport original - Ni scheletat/nichel Raney, având următoarele avantaje:

n        realizarea senzorului direct pe suport metalic nenobil;

n        prețul de cost redus;

n        păstrarea avantajelor nanotuburilor de grafit – suprafață foarte mare;

n        în plus activitatea catalitică a nichelului Raney/scheletat poate avea efecte favorabile asupra sensibilității electrodului

Elemente de noutate:

n        un produs rezultat – senzor microporos pentru determinarea dopaminei, propus în premieră;

n        o metodă modernă și precisă de realizare a senzorului microporos

Potențiali Beneficiari: Agenți economici, IMM - uri, Parc Stiințific “TIM SCIENCE PARK”Timișoara

 

 

ETAPE REALIZATE

Etapa 1. Actualizarea cunoștințelor referitoare la obținerea senzorilor microporoși cu polianilină funcționalizată cu grupări pendante.

Obiectivul etapei: Posibilități actuale de realizare a senzorilor microporoși cu PAAB utilizabili în detecția dopaminei

Rezultate intermediare: A fost întocmit un amplu studiu documentar cu accent pe informațiile din literatură referitoare la polimerizarea electrochimică a anilinei, la posibilitățile de funcționalizare a acesteia, precum și importanța electrozilor microporoși în procesul de electropolimerizare a anilinei modificate.

Perioada: 01/10/2008 - 25/ 01/2009

Buget: 73.450 lei

Achiziții: 37.324 lei

Modul Impedanță FRA; calculator; alte instrumente de laborator.

 

 

Etapa 2. Obținerea de polianilină prin metode electrochimice pe electrozi nobili (Pt,Ni).

Obiectivul etapei: Investigarea procesului de polimerizare electrochimică a anilinei pe electrozi de metale lucioase – Pt, Ni.

Rezultate intermediare: A fost întocmit un raport de cercetare privind purificarea anilinei – materie primă pentru studiile electrochimice – și studii preliminare asupra procesului de electropolimerizare a anilinei în mediu apos prin voltametrie ciclică.

Perioada: 25/01/2009 - 15/11/2009

Buget: 64.085 lei

Achiziții: 55Lei

 

Etapa 3. Investigarea procesului de obținere a polianilinei prin metode electrochimice pe electrozi nobili (Pt, Ni) și de nichel scheletat (Raney).

Obiectivul etapei: Investigarea prin metode de cinetică electrochimică a polimerizării anilinei pe electrozi nobili(Pt,Ni) și de nichel scheletat (Raney)

Rezultate intermediare: A fost întocmit un raport de cercetare privind studiile experimentale asupra procesului de electropolimerizare pe electrozi nobili (Pt,Ni) și de nichel Raney, studii asupra formării filmelor de polianilină prin voltametrie ciclică, pe aceste tipuri de electrozi în funcție de concentrația electrolitului suport, a anilinei, a temperaturii.

Perioada: 15/ 11/2009 -20.10.2010

Buget: 342.770 lei

Achiziții: 7493 Lei

3 aminophenol boronic acid 98%; dopamine hydrochloride; electrozi de diverse tipuri.

 

 

 

 

PERSONAL IMPLICAT ÎN CADRUL PROIECTULUI (2010)

DOCTORI ÎN ȘTIINȚĂ: 16

DOCTORANZI: 8 (2 au devenit doctori: Vlaia Vicențiu, Bănică Radu)

MASTERANZI: 6 (2 dintre ei s-au înscris la doctorat: Buzatu Doru, Popa Iuliana)

între 25-35 ani: 17

între 35-45 ani: 5

peste 45 ani: 11

TINERI CERCETĂTORI IMPLICAȚI ÎN PROIECT: 17

Nume și prenume

 

Specializări

la inițierea proiectului/ în 2010

Nume și prenume

 

Specializări

la inițierea proiectului/ în 2010

MIRICĂ MARIUS CONSTANTIN

doctor

DAN MIRCEA

doctorand

ROȘU DAN

doctorand

DUTEANU NARCIS

doctor

URMOȘI ZOLTAN

doctorand

BANICA RADU

doctorand/doctor

POPA IULIANA

masterand/ doctorand

NIȚOI RALUCA

masterand/ master

BUZATU DORU

masterand/ doctorand

MIHART DIANA

masterand/ master

VLĂTĂNESCU NANDINA

masterand/ master

CRIȘAN MANUELA

doctor

ȚĂRANU BOGDAN

masterand/ master

MIHALI MILICA

masterand/ doctorand

VLAIA VICENȚIU

doctorand/ doctor

 

 

OLARIU TUDOR

doctorand

 

 

KELLENBERGER ANDREA

doctor

 

 

 

 

DISEMINARE

 

Articole publicate în reviste indexate ISI:

1.        Pleșu N., Kellenberger A., Milica M., Vaszilcsin N., Effect of temperature on the electrochemical synthesis and properties of polyaniline films, Journal of Non-Crystalline Solids, ISSN 0022-3093, 356, 2010, 1081-1088 (F.I. 1449).

2.        Andrea Kellenberger, Nicoleta Plesu, Milica Mihali, Nicolae Vaszilcsin, Electro-deposition of polyaniline nanofibers on niobium, European Polymer Journal - 2010 - under review

 

Monografii

·         Pleșu Nicoleta:  Polimeri & Copolimeri ai anilinei, Seria de Monografii de Chimie, Editura Universității de Vest, vol. 70,  2009, 84 pg. (ISSN 1584-1227).

 

Articole publicate în alte baze de date internaționale recunoscute:

1.        M.Mihali, A.Kellenberger, N.Vaszilcsin, N.Plesu, Effect of dye on the electrochemical properties of polyaniline films, Proceedings of the Third  Edition of the Symposium New trends and strategies in the chemistry of advanced materials with relevance in biological systems, technique and environmental protection, 5-6 noiembrie, 2009, Timișoara, România, Ed. Mirton,  pp. 105-110

 

2.        Milica Mihali, Nicoleta Pleșu, Andrea Kellenberger, EIS Spectra of polyaniline-azo dye films, Proceedings of the Fouth Edition of the Symposium New trends and strategies in the chemistry of advanced materials with relevance in biological systems, technique and environmental protection, 4-5 Noiembrie, 2010, Timișoara, România, Ed. Mirton, 172-174, (ISBN 2065-0760).

 

3.        Popa Iuliana, Țăranu Bogdan-Ovidiu, Dragoș Ana, Țăranu Ioan, Dobrescu Marius-Ciprian,Vlătănescu Nandina-Valeria, Preliminary studies for obtaining polyaniline on nickel electrode, Scientific Bulletin of UPT, Series of Chemistry and Environmental Engineering. Buletin UPT – in press

Comunicări științifice :

 

-          lucrări communicate la conferințe naționale:

Mihali M.  Polimerizarea electrochimică a anilinei pe electrozi de nichel, Contribuții ale Tinerilor Cercetători la Dezvoltarea Direcțiilor Prioritare în Chimie, 13 mai 2010, pag 16.

 

-          lucrări communicate la conferințe internaționale:

1.  N.Pleșu, M.Mihali, A.Kellenberger, N.Vaszilcsin, Effect of temperature on the electrochemical properties of  

         polyaniline films, Journées d’Electrochimie 09, Sinaia, România, 06-10 iulie 2009, p.56

2.  M.Mihali, A.Kellenberger, N.Vaszilcsin, N.Pleșu, Effect of dye on the electrochemical properties of polyaniline  

         films, Proceedings of the Third  Edition of the Symposium New trends and strategies in the chemistry of

        advanced materials with relevance in biological systems, technique and environmental protection, Timișoara,  

        România, 5-6 noiembrie, 2009

3. Popa Iuliana, Țăranu Bogdan-Ovidiu, Dragoș Ana, Țăranu Ioan, Dobrescu Marius-Ciprian,Vlătănescu Nandina-

        Valeria, Preliminary studies for obtaining polyaniline on nickel electrode, 2nd International Conference on

        Chemistry and Chemical Engineering, Timișoara, România, 27-29 mai, 2010

4. -->Andrea KELLENBERGER, Nicolae VASZILCSIN, Pleșu NICOLETA, Mihali MILICA, Polyaniline nanotubes  

         prepared by electrochemical polymerization of aniline on niobium,2nd International Conference on Chemistry <!--

#yiv1292320294 p.yiv1292320294MsoNormal, #yiv1292320294 li.yiv1292320294MsoNormal, #yiv1292320294 div.yiv1292320294MsoNormal

{margin:0cm;margin-bottom:.0001pt;font-size:12.0pt;font-family:"Times New Roman";}

#yiv1292320294 p.yiv1292320294CharCharCharChar, #yiv1292320294 li.yiv1292320294CharCharCharChar, #yiv1292320294 div.yiv1292320294CharCharCharChar

{margin:0cm;margin-bottom:.0001pt;font-size:12.0pt;font-family:"Times New Roman";}

#yiv1292320294 filtered {margin:70.85pt 70.85pt 70.85pt 70.85pt;}

#yiv1292320294 div.yiv1292320294Section1

{}

 and Chemical Engineering, Timișoara, România, 27-29 mai, 2010

5. A. Kellenberger, N. Vaszilcsin, N. Pleșu, S. Remete, Polyaniline nanofibers prepared by electrochemical  

         polymerization of aniline on niobium, 2nd Regional Symposium on Electrochemistry of South-East Europe

        Belgrade, Serbia 6-10 iunie, 2010

6. N. Pleșu, A. Kellenberger M. Mihali, N. Vaszilcsin, Electrochemical polymerization of aniline at moderately high

         temperatures, 2nd Regional Symposium on Electrochemistry of South-East Europe Belgrade, Serbia, 6-10 iunie,

        2010

7. Milica Mihali, Nicoleta Pleșu, Andrea Kellenberger, EIS Spectra of polyaniline-azo dye films, Proceedings of the

        Fouth Edition of the Symposium New trends and strategies in the chemistry of advanced materials with relevance

        in biological systems, technique and environmental protection, Timișoara, România, 4-5 noiembrie, 2010

 

 

Participări la Conferințe Naționale și Internaționale:

·                     Journées d’Electrochimie 09, Sinaia, România, 06-10 iulie 2009

·                     New trends and strategies in the chemistry of advanced materials with relevance in biological systems, technique and environmental protection, Timișoara, România, 5-6 noiembrie, 2009

·                     New trends and strategies in the chemistry of advanced materials with relevance in biological systems, technique and enviromental protection, Timișoara, Romania, 4-5 Noiembrie, 2010

·                     Contribuții ale Tinerilor Cercetători la Dezvoltarea Direcțiilor Prioritare în Chimie, Timișoara, România, 13 Mai 2010

·                     2nd Internațional Conference on Chemistry  and Chemical Engeineering, Timișoara, 27-29 mai, 2010

·                     2nd Regional Symposium on Electrochemistry of South-East Europe Belgrade, Serbia 6-10 iunie, 2010

 

 

Directorul de proiect: CS I Dr. Ing. ȚĂRANU IOAN

Telefon 0256/222119, fax 0256/201382

Adresa e-mail a directorului de proiect: ioan_taranu@yahoo.com