Titlul complet al proiectului:

Titlul complet al proiectului:

SENZORI MICROPOROŞI CU POLIANILINĂ FUNCŢIONALIZATĂ CU GRUPĂRI PENDANTE, MATERIAL INOVATIV UTILIZABIL ÎN IDENTIFICAREA ŞI 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 afecţiune neurologică asociată cu distrugerea progresivă a celulelor producătoare de dopamină din creier. Boala afectează 1-2% din persoanele cu vârstă peste 65 ani şi 4-5% dintre cei cu peste 75 de ani. La nivel mondial sunt înregistraţi 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 acţionează ca neuro-transmiţător în creier, implicată în controlul motricităţii – absenţa sa duce la rigiditatea muşchilor, reducerea vitezei mişcărilor şi tremur în stare de repaus. Scăderea concentraţiei de dopamină sub 10 nM indică o boală neuro-degenerativă – precum Parkinson sau schizofrenia. Detectarea cu precizie a dopaminei la astfel de concentraţii 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 inexistenţei unor metode de laborator rapide şi 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 funcţionalizată cu acid boronic (PAAB) depusă pe nanotuburi de grafit. Dezavantajul realizării acestor compozite PAAB/nanotuburi constă în complexitatea procesului de realizare a electrozilor şi a problemelor care apar la asigurarea unui contact cât mai perfect între metalul electrodului – de obicei platină sau aur – şi compozitul realizat.

O posibilitate de reducere a acestor dificultăţi poate reieşi din simularea şi interpretarea mecanico-cuantică (metoda Monte-Carlo) a proprietăţilor electro-conductoare ale filmelor de PAAB pe diverse substraturi – mai ieftine şi mai accesibile – şi estimarea răspunsului senzorial la diverşi compuşi biomoleculari, susceptibili a fi dozaţi 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 – suprafaţă foarte mare,

· preţul de cost redus,

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

Proiectul se înscrie în Direcţia de cercetare: 7. Materiale, procese şi produse inovative; 7.1. Materiale avansate; 7.1.6. Materiale şi biomateriale avansate pentru creşterea calităţii vieţii (sănătate, sport, educaţie).

Obiectivele generale şi rezultatele estimate obţinute

Obiectivul general al proiectului este realizarea unui senzor microporos cu polianilină funcţionalizată cu grupări pendante depus pe un suport de nichel scheletat sau nichel Raney, utilizabil în identificarea şi 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 şi expoziţii) se va urmări identificarea agenţilor economici interesaţi. De asemenea, un rol important în identificarea agenţilor economici interesaţi îl va juca şi Parcul Stiinţific şi Tehnologic TIM SCIENCE PARK Timişoara, al cărui membru fondator este coordonatorul proiectului.

Instituţia coordonatoare:

INSTITUTUL NAŢIONAL DE CERCETARE – DEZVOLTARE PENTRU

ELECTROCHIMIE ŞI MATERIE CONDENSATĂ TIMIŞOARA

300569 Aurel Păunescu Podeanu 144, Timişoara, Timiş, România

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

www.incemc.ro

E-mail:incemc@incemc.ro

INSTITUTUL NAŢIONAL DE CERCETARE-DEZVOLTARE PENTRU ELECTROCHIMIE ŞI MATERIE CONDENSATĂ TIMIŞOARA

Componenţa consorţiului:

Partener 1: UNIVERSITATEA DE MEDICINĂ ŞI FARMACIE “VICTOR BABEŞ” TIMIŞOARA
Partener 2: UNIVERSITATEA POLITEHNICA TIMIŞOARA
Partener 3 INSTITUTUL DE CHIMIE TIMIŞOARA

Autoritatea contractantă (finanţatoare 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 finanţării de la bugetul de stat: 1.802.100

Repartizarea fondurilor – iniţial.

Instituţia

Numele abreviat al

instituţiei

Tipul organizaţiei

2008

2009

2010

2011

Total

CO – INSTITUTUL NAŢIONAL DE C-D PENTRU ELECTROCHIMIE ŞI MATERIE CONDENSATĂ –INCEMC- TIMIŞOARA

INCEMC

INCD

6450

526600

416650

173400

1123100

P1 - UNIVERSITATEA DE MEDICINĂ ŞI FARMACIE „VICTOR BABEŞ” DIN TIMIŞOARA

UMF

UNI

10000

40000

10000

100000

P2 – UNIVERSITATEA POLITEHNICA DIN TIMIŞOARA

UPT

UNI

17000

145000

84000

43000

289000

P3 – INSTITUTUL DE CHIMIE TIMIŞOARA 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 şi morfologie controlată (folosit la dozarea dopaminei), obţinut prin depunerea electrochimică a unor filme de polianilină funcţionalizată 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 preţul de cost redus;

n păstrarea avantajelor nanotuburilor de grafit – suprafaţă foarte mare;

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

Elemente de noutate:

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

n o metodă modernă şi precisă de realizare a senzorului microporos

Potenţiali Beneficiari: Agenţi economici, IMM - uri, Parc Stiinţific “TIM SCIENCE PARK”Timişoara

ETAPE REALIZATE

Etapa 1. Actualizarea cunoştinţelor referitoare la obţinerea senzorilor microporoşi cu polianilină funcţionalizată cu grupări pendante.

Obiectivul etapei: Posibilităţi actuale de realizare a senzorilor microporoşi cu PAAB utilizabili în detecţia dopaminei

Rezultate intermediare: A fost întocmit un amplu studiu documentar cu accent pe informaţiile din literatură referitoare la polimerizarea electrochimică a anilinei, la posibilităţile de funcţionalizare a acesteia, precum şi importanţa electrozilor microporoşi în procesul de electropolimerizare a anilinei modificate.

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

Buget: 73.450 lei

Achiziţii: 37.324 lei

Modul Impedanţă FRA; calculator; alte instrumente de laborator.

Etapa 2. Obţinerea 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 – şi 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

Achiziţii: 55Lei

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

Obiectivul etapei: Investigarea prin metode de cinetică electrochimică a polimerizării anilinei pe electrozi nobili(Pt,Ni) şi 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) şi de nichel Raney, studii asupra formării filmelor de polianilină prin voltametrie ciclică, pe aceste tipuri de electrozi în funcţie de concentraţia electrolitului suport, a anilinei, a temperaturii.

Perioada: 15/ 11/2009 -20.10.2010

Buget: 342.770 lei

Achiziţii: 7493 Lei

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

PERSONAL IMPLICAT ÎN CADRUL PROIECTULUI (2010)

DOCTORI ÎN ŞTIINŢĂ: 16

DOCTORANZI: 8 (2 au devenit doctori: Vlaia Vicenţiu, 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 IMPLICAŢI ÎN PROIECT: 17

*Nume şi prenume*	*Specializări* la iniţierea proiectului/ în 2010	*Nume şi prenume*	*Specializări* la iniţierea proiectului/ în 2010
MIRICĂ MARIUS CONSTANTIN	doctor	DAN MIRCEA	doctorand
ROŞU DAN	doctorand	DUTEANU NARCIS	doctor
URMOŞI ZOLTAN	doctorand	BANICA RADU	doctorand/doctor
POPA IULIANA	masterand/ doctorand	NIŢOI RALUCA	masterand/ master
BUZATU DORU	masterand/ doctorand	MIHART DIANA	masterand/ master
VLĂTĂNESCU NANDINA	masterand/ master	CRIŞAN MANUELA	doctor
ŢĂRANU BOGDAN	masterand/ master	MIHALI MILICA	masterand/ doctorand
VLAIA VICENŢIU	doctorand/ doctor
OLARIU TUDOR	doctorand
KELLENBERGER ANDREA	doctor

DISEMINARE

Articole publicate în reviste indexate ISI:

1. Pleşu 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

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

Articole publicate în alte baze de date internaţionale 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, Timişoara, România, Ed. Mirton, pp. 105-110

2. Milica Mihali, Nicoleta Pleşu, 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, Timişoara, România, Ed. Mirton, 172-174, (ISBN 2065-0760).

3. Popa Iuliana, Ţăranu Bogdan-Ovidiu, Dragoş Ana, Ţăranu 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 ştiinţifice :

- lucrări communicate la conferinţe naţionale:

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

- lucrări communicate la conferinţe internaţionale:

1. N.Pleşu, 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.Pleşu, 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, Timişoara,

România, 5-6 noiembrie, 2009

3. Popa Iuliana, Ţăranu Bogdan-Ovidiu, Dragoş Ana, Ţăranu Ioan, Dobrescu Marius-Ciprian,Vlătănescu Nandina-

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

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

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

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

{}

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

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

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

Belgrade, Serbia 6-10 iunie, 2010

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

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

2010

7. Milica Mihali, Nicoleta Pleşu, 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, Timişoara, România, 4-5 noiembrie, 2010

Participări la Conferinţe Naţionale şi Internaţionale:

· 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, Timişoara, România, 5-6 noiembrie, 2009

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

· Contribuţii ale Tinerilor Cercetători la Dezvoltarea Direcţiilor Prioritare în Chimie, Timişoara, România, 13 Mai 2010

· 2^nd Internaţional Conference on Chemistry and Chemical Engeineering, Timişoara, 27-29 mai, 2010

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

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

Telefon 0256/222119, fax 0256/201382

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