Cercetare
I. Senzori Raman bazaţi pe metode optice
I.1. Dezvoltarea de noi nanoparticule conjugate pentru nanobiodetecţia aterosclerozei și trombozei prin Surface Enhanced Spatial Offset Raman Spectroscopy (SESORS). Funcţionalizănd nanoparticulele de aur cu anumite molecule tip (heparină în cazul trombozei, proteina reactivă C în cazul aterosclerozei) urmărim obținerea de biosenzori care se leagă în mod specific la nivelul țesutului dorit. Aceste nanoparticule conjugate au fost testate pe diferite țesuturi și în culturi celulare și prezintă biocompatibilitate ridicată. După injectarea nanoparticulelor conjugate care sunt folosite ca și markeri Raman, prin SESORS urmărim informații moleculare din țesuturi adânci (45-50 mm). Această tehnică deschide noi posibilități de a detecta țesuturile “bolnave”.
I.2. Dezvoltarea de noi senzori Raman ultra-senzitivi, bazați pe spectroscopia Raman amplificată de suprafețe metalice (SERS), pentru detecția și cuantificarea ionilor metalelor grele la concentrații (ng/l) sub limitele admise de directivele UE. În acest scop, molecule indicatoare de ioni metalici (ionofori) au fost imobilizate pe suprafețe nano-structurate de aur și argint, iar inter-selectivitatea ionoforilor a fost exploatată în mod avantajos prin metoda spectroscopică, specific moleculară, Raman. În acest fel, ionii toxici ai metalelor grele cum ar fi Cd, Hg, Pb, Zn si Cu au fos determinați usor, rapid ăi acurat, deoarece fiecare ion metalic chelatat prezenta un spectru Raman caracteristic. Au fost studiate și proprietățile fizico-chimice (protonare, legături de hidrogen inter- si intra-moleculare, sarcini atomice parțiale, energia orbitalilor HOMO-LUMO etc.) ale unor ionofori precum: calcon, ammonium purpurate, 4-(2-pyridylazo)resorcinol, EDTA, 1,5-diphenylcarbazide, 1-(2-pyridylazo)-2-naphthol, Eriochrome Black T etc. Au fost utilizate tehnicile RMN, IR, Raman, SERS dar și metode teoretice bazate pe teoria funcționalei de densitate. De asemenea activități legate de studiul senzitivității, selectivității și inter-selectivității senzorilor propuși. Dispozitivul experimental a fost automatizat prin componente de tip Flow Injection Analysis iar validarea senzorului s-a efectuat prin metode standard. Cu ajutorul noilor senzori Raman se pot determina ionii de Cd, Hg, Pb, Zn si Cu din probe de mediu și alimente, din diferite zone contaminate cu metale grele din Romania, precum din probe biologice. Senzorii Raman pentru determinarea ionilor metalelor grele, sunt mai performanți în comparație cu alți senzori optici datorită specificității moleculare oferite direct, prin metoda traductoare Raman, și datorită senzitivității ultra înalte (ng/l).
II. Spectroscopie moleculară Raman, SERS, IR, RMN, calcule teoretice de tip DFT
II.1. Studii structurale asupra moleculelor de interes farmacologic, prin metodele spectroscopice IR, Raman, SERS, difracţie de raze X şi RMN, corelate cu calcule teoretice de tip DFT(Density Functional Theory). În cadrul acestor studii au fost monitorizate modificările structurale ale moleculelor aripiprazol, dofetilida, amlodipina besilat, atenolol, verapamil, metoprolol, pindolol, amoxicilina, paroxetina, 5-(3-piridil-metiliden-tiazolidin-2-tion-4-ona, 5-para-nitro-benziliden-tiazolidin-2-tion-4-ona, metoclopramida (în funcţie de valoare pH a mediului) etc. Aceste molecule au fost studiate în stare solidă, în soluţii şi în stare adsorbită la nano-suprafeţe metalice de aur şi argint. Aceste studii constau în caracterizarea structurală a acestor molecule şi corelarea datelor experimentale cu cele calculate teoretic prin metode de tip DFT (Density Functional Theory).Începutul paginii
Proiect: PNII-RU-TE-2012-3-0227/2013
Nano-bio detecţia aterosclerozei şi trombozei prin tehnica "Surface Enhanced Spatial Offset Raman Spectroscopy (SESORS)"
( http://uefiscdi.gov.ro/userfiles/file/PROIECTE%20TE%202012/CONTRACTARE%20TE%202012/TE%202012_PROIECTE%20APROBATE%20LA%20FINANTARE_CHIMIE.pdf )
Obiectivul acestui proiect este dezvoltarea de nanoparticule conjugate pentru nano-biodetecția aterosclerozei și trombozei prin SESORS (surface enhanced spatial offset Raman spectroscopy). În ceea ce privește bolile cardiovasculare, ateroscleroza și tromboza sunt cauzele majore de morbiditate. Prin urmare este importantă înțelegerea structurii lor moleculare și interacțiunea lor cu mediul biologic. Pentru aceasta, este foarte potrivită combinarea rezultatelor mai multor metode spectroscopice, precum FTIR, Raman și UV-Vis, pentru că acestea dau informațiile cantitative și calitative legate de moleculele investigate. Prin funcționalizarea nanoparticulelor de aur cu anumite molecule se pot obține biosenzori care se leagă în mod specific de țesutului dorit. Deoarece heparina și proteina C-reactivă se leagă de țesutul trombotic respectiv de țesutul aterosclerotic, prin conjugarea nanoparticulelor cu aceste medicamente vom obține nano-biosenzori care pot fi utilizate pentru detectarea acestor boli. După fabricare, vor fi testate pe diferite țesuturi și pe culturi celulare cu privire la biocompatibilitate și pentru a îmbunătății timpul lor de înjumătățire. SESORS permite obținerea informațiilor de la obiecte ascunse, cum ar fi țesutul adânc. Prin urmare, după injectarea nanoparticulelor de aur conjugate, care vor fi utilizate ca markeri Raman și ca vehicule de transportat pentru medicamente, folosind tehnica SESORS ele pot fi detectate în țesuturile adânci, până la 45-50 mm. Aceasta, deschide posibilitatea detectării țesuturilor bolnave și de asemenea imagistica lor spațială.
Obiective, activitati 2016
O1. Testarea metodei SESORS pe celule vii. Gradul de realizare: 100%.A.1.1. Testarea configurației Raman offset cu nanoparticule de aur funcționalizate în celule vii împreună cu experți biologi.
A.1.2. Stagii de documentare și cercetare (Austria, Germania, Ungaria, Franta,Anglia, Irlanda, Croatia).
Ob2. Testarea metodei SESORS pe țesuturi moi respectiv șobolani de laborator. Gradul de realizare: 80%.
A.2.1. Testarea configurației Raman offset cu nanoparticule de aur funcționalizate în țesuturi moi selectate împreună cu experți biologi și medicali.
A.2.2. SESORS pe șobolani de laborator.
Ob3. Diseminarea rezultatelor. Gradul de realizare: 100%.
A.3.1. Prezentarea rezultatelor la următoarele conferințe BIONANOSPEC 2016 Cluj-Napoca; EUCMOS 2016; European Conference on Optical Chemical Sensors and Biosensors (2016) etc.
A.3.2. Scrierea și trimiterea unui manuscris spre publicare.
A.3.3. Actualizarea paginii web a proiectului.
Rezultate 2016
R1.1. S-au efectuat testarea configurației Raman offset cu nanoparticule de aur funcționalizate în celule vii împreună cu experți biologi.R1.2. S-a efectuat un stagiu de documentare și cercetare in Germania.
R2.1. Am efectuat primele teste a configurației Raman offset cu nanoparticule de aur funcționalizate în țesuturi moi selectate împreună cu experți biologi și medicali.
R2.2. SESORS pe șobolani de laborator.
R3.1. Au fost prezentate rezultatele preliminare la următoarea conferința internaționala:Conferința Naționala de Biofizica, 2-4 June 2016, Cluj Napoca, Romania etc.
R3.2. În cadrul proiectului, pentru etapa a patra au fost publicate 3 articole ISI, un articol BDI si sunt sub evaluare un număr de 4 articole în reviste cotate ISI, respectiv sunt în pregătire un număr de 2 manuscrise pentru trimitere spre publicare în reviste cotate ISI.
R3.3. Pagina web a proiectului a fost actualizată.
Valorificarea rezultatelor obținute prin participări la următoarele conferințe:
1). Conferința Naționala de Biofizica, 2-4 June 2016, Cluj Napoca, Romania
Structural and Biological Evaluation of Heparin Reduced and Covered Gold Nanoparticles, László Szabó, István Sz. Tódor, Botond L. Simon, Loredana F. Leopold, Oana T. Marişca-Truică , Vasile Chiş, Nicolae Leopold
Poster SzaboL CNB2016 [PDF]
Prezentari orale:
Conferința Naționala de Biofizica, 2-4 June 2016, Cluj Napoca, Romania
1). Raman Imaging of Dental Follicle Mesenchymal Stem Cell, Nicolae Leopold, Vasile Chiș, László Szabó
Articole publicte in etapa 2016:
1). Spectroscopic and computational investigation of a thiazolidine-2,4-dione compound, I.B. Cozar, A. Pîrnău, L. Szabó, N. Vedeanu, C. Nastasă, Romanian Reports in Physics, 68(2), 630-641, (2016). [IF. 1.137]
2). Molecular Structure of Phenytoin: NMR, UV-Vis and Quantum Chemical Calculations, Luchian Raluca, Vințeler Emil, Chiș Cosmina, Vasilescu Mihai, LEOPOLD Nicolae, CHIS Vasile, Croatica Chemica Acta, 88(4), 511-526, (2016). [IF. 1.19]
3). Spectroscopic and DFT Investigation of Benzaldehyde Isonicotino – Hydrazide Compound, Cozar Ionut Bogdan, Pirnau Adrian, SZABO Laszlo, Vedeanu Nicoleta, Nastasa Cristina, Cozar Onuc, Romanian Journal Of Physics, 61(7-8), (2016). [IF. 1.398]
4). RAMAN IMAGING OF DENTAL FOLLICLE MESENCHYMAL STEM CELLS, Loredana F. Leopold, Cristina Coman, Istvan Sz. Todor, Laszlo Szabo, Olga Sorițău, Piroska Virag, Carmen M. Mihu, Vlad Moisoiu, Nicolae Leopold, STUDIA UBB PHYSICA, Vol. 60 (LX), 2, 2015, pp. 69-76 (RECOMMENDED CITATION)
Raport stiintific sintetic (in limba romana). Raport stiintific sintetic 2013-2014-2015-2016 PNI-II-RU-TE-2012-3-0227[PDF]
Top of Page
Obiective, activitati 2015
O1. Testarea viabilității respectiv biocompatibilitatii nanoparticulelor de aur. Gradul de realizare: 100%.A.1.1. Teste de viabilitate cu nanoparticule de aur funcționalizate cu heparină și cu proteina C reactivă. Consultare cu experți biologi și medicali.
A.1.2. Teste de biocompatibilitate cu nanoparticule de aur funcționalizate cu heparină și cu proteina C reactivă. Consultare cu experți biologi și medicali.
A.1.3. Stagii de documentare și cercetare (Austria, Germania, Ungaria, Franta,Anglia, Irlanda, Croatia).
Ob2. Optimizarea configurației Raman offset (SORS și SESORS). Gradul de realizare: 80%.
A.2.1. Am efectuat primele încercări pentru teste inițiale de SORS și SESORS cu privire la rezultatele obținute la testele de viabilitate.
A.2.2. Îmbunătățiri pe nanoparticulele de aur funcționalizate după testele inițiale făcute cu configurația Raman offset.
A.2.3. Stagii de documentare și cercetare (Austria, Germania).
Ob3. Diseminarea rezultatelor. Gradul de realizare: 100%.
A.3.1. Rezultatele preliminare au fost prezetate la următoarele conferințe internaționale: ICAVS8, July 12th-17th 2015, Viena (Austria); ICMS-XIII September 9th-13th 2015, Wroclaw (Poland); PIM 2015, September 23th-25th 2015, Cluj-Napoca, Rpmania; Cluj-Napoca; 13th Romanian Conference of Medical Physics - November 7th-8th 2015, Cluj Napoca, Romania.
A.3.2. Scrierea și trimiterea unui manuscris spre publicare.
A.3.3. Actualizarea paginii web a proiectului.
Rezultate 2015
R1.1. S-au efectuat teste de viabilitate cu nanoparticule de aur funcționalizate cu heparină și cu proteina C reactivă. Consultare cu experți biologi și medicali.R1.2. Am început teste de biocompatibilitate cu nanoparticule de aur funcționalizate cu heparină și cu proteina C reactivă. Consultare cu experți biologi și medicali.
R1.3. S-a efectuat un stagiu de documentare și cercetare la Chemnitz, Germania.
R2.1. Am efectuat primele încercări pentru teste inițiale de SORS și SESORS cu privire la rezultatele obținute la testele de viabilitate.
R2.2. Îmbunătățiri pe nanoparticulele de aur funcționalizate după testele inițiale făcute cu configurația Raman offset.
R2.3. S-au efectuat stagii de documentare și cercetare in Austria si Germania.
R3.1. Au fost prezentate rezultatele preliminare la următoarele conferințe internaționale: Conference on Advanced Vibrational Spectroscopy (ICAVS8), July 12th-17th 2015, Viena (Austria); XIIIth International Conference on Molecular Spectroscopy ‚,From molecules to molecular materials, biological molecular systems and nanostructures’’, September 9th-13th 2015, Wroclaw (Polonia); 10th International Conference on Processes in Isotopes and Molecules (PIM 2015), September 23th-25th 2015, Cluj-Napoca; 13th Romanian Conference of Medical Physics - November 7th-8th 2015, Cluj Napoca etc.
R3.2. În cadrul proiectului, pentru etapa a treia a fost publicat un articol ISI, au fost trimise spre publicare un număr de 3 articole în reviste cotate ISI, respectiv sunt în pregătire un număr de 2 manuscrise pentru trimitere spre publicare în reviste cotate ISI.
R3.3. Pagina web a proiectului a fost actualizată.
Valorificarea rezultatelor obținute prin participări la următoarele conferințe:
1). 10th International Conference on Processes in Isotopes and Molecules (PIM 2015), September 23th-25th 2015, Cluj-Napoca, Romania
Bacteria discrimination at strain level by PCA analysis based on the SERS spectra, Nicoleta Dina, Alia Colniță, Leș Anda, Horia Baciu, Vasile Chiș, Nicolae Leopold
Poster Dina Nicoleta PIM2015 [PDF]
2). XIIIth International Conference on Molecular Spectroscopy ‚,From molecules to molecular materials, biological molecular systems and nanostructures’’, September 9th-13th 2015, Wroclaw, Poland.
UV-VIS Study of 1-(2-Pyridylazo)-2-Naphthol (PAN) and its Metal Complexes with Al(III), Mn(II), Fe(III), Cu(II) and Pb(II), Botond Lorand Simon, Laszlo Szabo, Vasile Chis
abstract Simon ICMSXIII 2015 [PDF]
3). Conference on Advanced Vibrational Spectroscopy (ICAVS8), July 12th-17th 2015, Viena, Austria.
i). Highly Sers Active Gold Nanoparticle Assemblies of Controllable Size Obtained by Heparin Reduction at Room Temperature, István Sz. Tódor, László Szabó, Oana T. Marişca, Vasile Chiș, Nicolae Leopold
Poster Todor ICAVS8 2015 [PDF]
ii). Vibrational features of dacarbazine and deticene revealed by Raman, SERS, THz-Raman and DFT methods, Alexandra Fălămaș, Mihaela Chiș, Călin Căinap, Nicolae Leopold, Vasile Chiș
Poster Chis ICAVS8 2015 [PDF]
iii). Discrimination Between Haloarchaea Genera Using Raman Spectroscopy and PCA, Anda Leș, Dina Nicoleta, Horia Baciu, Andreea Baricz, Nicolae Leopold
Poster Anda Les ICAVS8 2015 [PDF]
Prezentari orale:
13th Romanian Conference of Medical Physics - November 7th-8th 2015, Cluj Napoca, Romania.
1). Evoluţia şi perspectivele fizicii medicale la Universitatea “Babeş-Bolyai" din Cluj Napoca, Vasile Chiș, Nicolae Leopold, László Szabó
2). Imagistică Raman Celulară, Nicolae Leopold, László Szabó, Vasile Chiș, István Sz. Tódor, Carmen Mihu, Vlad Moisoiu, Radu Boitor
Articole publicte in etapa 2015:
1). Conformational landscape and low lying excited states of imatinib, Vinţeler Emil, Stan Nicoleta-Florina, Luchian Raluca, Căinap Călin, P. Prates Ramalho João, Chiș Vasile, Journal of Molecular Modeling, (DOI: 10.1007/s00894-015-2639-8), 21:84 (2015). [IF. 1.736]
2). Biological evaluation of hydroxylamine reduced gold nanoparticle assemblies with potential photo-thermal applications, Loredana F. Leopold, István Sz. Tódor, László Szabó, Oana T. Marişca, Vasile Chiş, Nicolae Leopold, Journal of Nanoparticle Research (under review 2015). [IF. 2.184]
3). Preparation, spectroscopic characterization and biological evaluation of heparin-reduced gold nanoparticles, László Szabó, Loredana F. Leopold, István Sz. Tódor, Botond L. Simon, Nicolae Leopold, Vasile Chiș, Jurnal of Nanoparticle Research (under review 2015). [IF. 2.184]
4). Discrimination of Haloarchaeal Genera using Raman Spectroscopy and Principal Component Analysis (PCA), Anda Leș, Nicoleta Elena Dina, Andreea Baricz, Nicolae Leopold, Horia Leonard Banciu, Journal of Biophotonics, (under review 2015). [IF. 4.447]
5). Methods and models for calculating NMR spectra: levetiracetam as a test case, Raluca Luchian, Réka-Anita Domokos, Cosmina Chiş, Mihai Vasilescu, Emil Vinţeler, Vasile Chiş, STUDIA UBB PHYSICA, Vol. 59 (LIX), 2, 2014, pp. 85-98 (RECOMMENDED CITATION)
Raport stiintific sintetic (in limba romana). Raport stiintific sintetic 2013-2014-2015 PNI-II-RU-TE-2012-3-0227[PDF]
Top of Page
Obiective, Activități 2014
Ob1. Prepararea nanoparticulelor de aur. - Grad de realizare: 100%
A.1.1. Optimizarea modelului nanoparticulelor de aur (dimensiune și formă).
A.1.2. Optimizarea modelului nanoparticulelor de aur reduse cu heparina (dimensiune și formă).
A.1.3. Studii spectroscopice (SERS, UV-Vis, IR, AFM, TEM, SEM) pentru caracterizarea fizico-chimica a nanoparticulelor de aur.
Ob2. Functionalizarea nanoparticulelor de aur. - Grad de realizare: 100%
A.2.1. Functionalizarea nanoparticulelor de aur optimizate cu PEG/albumina, ca un înveliș pentru încapsularea heparinei si a proteinei C-reactive.
A.2.2. Testarea si încapsularea (heparinei si proteinei C-reactive) nanoparticulelor de aur functionalizate prin metode spectroscopice (SERS, UV-Vis, IR, AFM, TEM, SEM)
A.2.3. Stagii de documentare și cercetare (Austria, Germania, Ungaria, Franța, Anglia, Irlanda, Croația).
Ob3. Diseminarea rezultatelor. - Grad de realizare: 100%
A.3.1. Prezentarea rezultatelor preliminare la următoarele conferințe: BIONANOSPEC 2014 Cluj-Napoca; EUCMOS 2014 Germania, SES 2014 (Chemnitz) Germania; European Conference on Optical Chemical Sensors and Biosensors, Grecia (2014) etc..
A.3.2. Scrierea și trimiterea unui manuscris în vederea publicării rezultatelor.
A.3.3. Actualizarea paginii web a proiectului.
Rezultate 2014
R1.1. S-au efectuat studii pentru optimizarea modelului nanoparticulelor de aur (dimensiune și formă).
R1.2. A fost realizată optimizarea modelului nanoparticulelor de aur reduse cu heparina (dimensiune și formă).
R1.3. Prin studii spectroscopice (SERS, UV-Vis, IR, AFM, TEM, SEM) am reușit caracterizarea fizico-chimică a nanoparticulelor de aur.
R2.1. Am efectuat primele încercări pentru functionalizarea nanoparticulelor de aur optimizate cu PEG/albumina, ca un înveliș pentru încapsularea heparinei si a proteinei C-reactive.
R2.2. Calcule DFT (spectre IR și Raman calculate, sarcini atomice parțiale, potențial electrostatic molecular, momente de dipol și de multipol, energia orbitalilor HOMO-LUMO etc.) pentru heparină, respectiv proteina C-reactivă, ne-au validat datele experimentale.
R2.3. Am inceput testarea si încapsularea (heparinei si proteinei C-reactive) nanoparticulelor de aur functionalizate prin metode spectroscopice (SERS, UV-Vis, IR, AFM, TEM, SEM).
R3.1. Au fost prezentate rezultate preliminare la următoarele conferințe: Surface-Enhanced Spectroscopies 2014 (SES 2014), August 7th-10th 2014, Technische Universität Chemnitz (Germany); 5th Conference on Advanced Spectroscopies on Biomedical and Nanostructured Systems (BioNanoSpec) September 7th-10th 2014, Cluj-Napoca, Romania.
R3.2. În cadrul proiectului, pentru etapa a doua au fost trimise spre publicare un număr de trei articole în reviste cotate ISI.
R3.3. Pagina web a proiectului a fost actualizată.
Valorificarea rezultatelor prin participare la următoarele conferințe:
1). The Third International Conference on Analytical and Nanoanalytical Methods for Biomedical and Environmental Sciences “IC-ANMBES 2014” June 13th-15th 2014, Brasov, Romania.
poster_ANMBES_bacterii_2014 [PDF]
2). Surface-Enhanced Spectroscopies 2014 (SES 2014), August 7th-10th 2014, Technische Universität Chemnitz (Germany).
poster_SES_Chemnitz_2014 [PDF]
3). 5th Conference on Advanced Spectroscopies on Biomedical and Nanostructured Systems (BioNanoSpec) September 7th-10th 2014, Cluj-Napoca, Romania.
poster_Szabo_Bionanospec_2014 [PDF]
poster_Boitor_Bionanospec_2014 [PDF]
poster_Simon_Bionanospec_2014 [PDF]
Articole publicate în cadrul fazei 2014:
1). ADSORPTION OF SULFAMETHOXAZOLE MOLECULE ON SILVER COLLOIDS: A JOINT SERS AND DFT STUDY, Alia Ungurean, Mircea Oltean, Leontin David, Nicolae Leopold, João P. Prates Ramalho , Vasile Chis, Journal of Molecular Structure 1073 (2014) 71–76. [IF. 1.404]
2). GOLD NANOPARTICLE ASSEMBLIES OF CONTROLLABLE SIZE OBTAINED BY HYDROXYLAMINE REDUCTION AT ROOM TEMPERATURE, István Sz. Tódor, László Szabó, Vasile Chiş, Oana T. Marișca, Nicolae Leopold, Jurnal of Nanoparticle Research (accepted october 2014). [IF. 2.278]
Rezultate-sinteză. Sinteza lucrării TE_0227 2014 [PDF]
Începutul paginii
Obiective, Activități 2013
Ob1. Caracterizarea fizico-chimică a moleculei de heparină. - Grad de realizare: 100%
A.1.1. Investigarea spectroscopică a heparinei prin spectroscopie FTIR, Raman, FT-Raman, SERS și UV-Vis.
A.1.2. Investigarea spectroscopică a heparinei la diferite valori de pH și folosind diferiți solvenți.
A.1.3. Calcule DFT : spectre IR și Raman calculate, sarcini atomice parțiale, potențial electrostatic molecular, momente de dipol și de multipol, energia orbitalilor HOMO-LUMO etc. pentru heparină.
A.1.4. Interpretarea calculelor DFT, cu privire la geometria de adsorbție și posibilele locații de legătură. Corelații cu datele experimentale.
Ob2. Caracterizarea fizico-chimică a proteinei C-reactivă. - Grad de realizare: 100%
A.2.1. Investigarea spectroscopică a proteinei C-reactive prin spectroscopie FTIR, Raman, FT-Raman, SERS și UV-Vis la diferite valori de pH, folosind solvenți diferiți.
A.2.2. Calcule DFT : spectre IR și Raman calculate, sarcini atomice parțiale, potențial electrostatic molecular, momente de dipol și de multipol, energia orbitalilor HOMO-LUMO etc. pentru proteina C-reactivă.
A.2.3. Stagii de documentare și cercetare (Austria, Germania, Ungaria, Franța, Anglia, Irlanda, Croația).
Ob3. Diseminarea rezultatelor. - Grad de realizare: 100%
A.3.1. Prezentarea rezultatelor preliminare la următoarele conferințe: BIONANOSPEC Cluj-Napoca; XIIth International Conference on Molecular Spectroscopy, Polonia; Conferinţa Internaţională de Fizică TIM 13 - Timişoara, România; The 5th National Conference of Applied Physics, CNFA 2013, Iasi, Romania.
A.3.2. Prepararea şi trimiterea spre publicare a unui manuscris privind caracterizarea teoretică, experimentala fizico-chimică a heparinei, respectiv a proteinei C-reactivă.
A.3.3. Actualizarea paginii web a proiectului.
Rezultate 2013
R1.1. S-au efectuat studii spectroscopice asupra heparinei prin FTIR, Raman, FT-Raman, SERS și UV-Vis.
R1.2. A fost realizată investigarea spectroscopică a heparinei la diferite valori de pH și folosind diferiți solvenți.
R1.3. Calcule DFT: spectre IR și Raman calculate, sarcini atomice parțiale, potențial electrostatic molecular, momente de dipol și de multipol, energia orbitalilor HOMO-LUMO etc. pentru heparină.
R1.4. Prin interpretarea calculelor DFT, cu privire la geometria de adsorbție și posibilele locații de legătură s-a realizat corelația cu datele experimentale.
R2.1. Prin investigarea spectroscopică (FTIR, Raman, FT-Raman, SERS și UV-Vis la diferite valori de pH, folosind solvenți diferiți) am dedus căteva proprietăți fizico-chimice a proteinei C-reactive.
R2.2. Calcule DFT (spectre IR și Raman calculate, sarcini atomice parțiale, potențial electrostatic molecular, momente de dipol și de multipol, energia orbitalilor HOMO-LUMO etc.) pentru proteina C-reactivă, ne-au validat datele experimentale.
R2.3. Au fost începute studii pentru producerea de nanoparticule de aur reduse cu heparină.
R3.1. Au fost prezentate rezultate preliminare la următoarele conferințe: XIIth International Conference on Molecular Spectroscopy, Polonia; The 5th National Conference of Applied Physics, CNFA 2013, Iasi, România; Conferinţa Internaţională de Fizică TIM 13 - Timişoara, România.
R3.2. În cadrul proiectului, pentru prima etapă au fost trimise spre publicare un număr de trei articole în reviste cotate ISI.
R3.3. Pagina web a proiectului a fost actualizată.
Valorificarea rezultatelor prin participare la următoarele conferințe:
1). XIIth International Conference on Molecular Spectroscopy. From Molecules to Nano- and Biomaterials, Kraków – Białka Tatrzańska 8 – 12 September 2013 Polonia. poster_ICMS2013 [PDF]
2). The 5th National Conference of Applied Physics, CNFA 2013, 23-24 Mai 2013 Iasi, România. poster_CNFA2013 [PDF]
3). Conferinţa Internaţională de Fizică TIM 13, 21-24 noiembrie 2013 - Timişoara, România. TISz_poster_TIM2013 [PDF]
SBL_poster_TIM2013 [PDF]
Rezultate-sinteză. Sinteza lucrării TE_0227 2013 [PDF]
Articole publicate în cadrul fazei 2013:
1). Towards a Receptor-free Immobilization and SERS Detection of Urinary Tract Infections Causative Pathogens, Nicoleta E. Mircescu, Haibo Zhou, Nicolae Leopold, Vasile Chiş, Natalia P. Ivleva, Reinhard Niessner, Andreas Wieser, Christoph Haisch, Analytical and Bioanalytical Chemistry, 406 (13), (2014) 3051-3058. [IF. 3.659]
2). Surface-enhanced Raman scattering and DFT investigation of 1,5-diphenylcarbazide and its metal complexes with Ca(II), Mn(II), Fe(III) and Cu(II), László Szabó, Krisztian Herman, Nicoleta Elena Mircescu, István Szabolcs Tódor, Simon Botond Lorand, Radu Alex Boitor, Nicolae Leopold, Vasile Chiş, Journal of Molecular Structure, 1073, (2014) 10-17. [IF. 1.404]
3). Anisotropic gold nanoparticles synthesized at room temperature using collagen, Oana T. Marișca, Nicolae Leopold, Journal of Nanoparticle Research, (submitted November 2013). [IF. 2.175].
Începutul paginii
Proiect: PD_445/2010
Dezvoltarea de Noi Senzori Raman Ultra-Senzitivi Pentru Detecţia şi Cuantificarea Ionilor Metalelor Grele
Obiectivele acestui proiect constau in dezvoltarea de noi senzori Raman ultra-senzitivi, bazati pe spectroscopia Raman amplificata de suprafete metalice (SERS), pentru detectia si cuantificarea ionilor metalelor grele la concentratii (ng/l) sub limitele admise de directivele UE. In acest scop, molecule indicatoare de ioni metalici (ionofori) vor fi imobilizate pe suprafete nano-structurate de aur si argint, iar inter-selectivitatea ionoforilor va fi exploatata in mod avantajos prin metoda spectroscopica, specific moleculara, Raman. In acest fel, ionii toxici ai metalelor grele cum ar fi Pb, Mn, Fe, Zn si Cu vor fi determinati usor, rapid si acurat, deoarece fiecare ion metalic chelatat va prezenta un spectru Raman caracteristic. In cadrul acestui proiect, vor fi studiate si proprietatile fizico-chimice (protonare, legaturi de hidrogen inter- si intra-moleculare, sarcini atomice partiale, energia orbitalilor HOMO-LUMO etc.) ale unor ionofori precum: calcon, chromazurol S, pyrocatechol violet, Eriochrome black T, 1,5-Diphenylcarbazide, 1-(2-Pyridylazo)-2-naphthol etc. Vor fi utilizate tehnicile RMN, IR, Raman, SERS dar si metode teoretice bazte pe teoria functionalei de densitate. De asemenea, proiectul va cuprinde activitati legate de studiul senzitivitatii, selectivitatii si inter-selectivitatii senzorilor propusi. Dispozitivul experimental va fi automatizat prin componente de tip Flow Injection Analysis iar validarea senzorului va fi efectuata prin metode standard. Cu ajutorul noilor senzori Raman vor fi determinati ionii de Pb, Mn, Fe, Zn si Cu din probe de mediu si alimente, din diferite zone contaminate cu metale grele din Romania, precum din probe biologice. Senzorii Raman pentru determinarea ionilor metalelor grele propusi in acest proiect, vor fi mai performanti in comparatie cu alti senzori optici datorita specificitatii moleculare oferite direct, prin metoda traductoare Raman, si datorita senzitivitatii ultra inalte (ng/l).Obiective 2010
O1. Caracterizare teoretica fizico-chimica a ionoforilor si a complecşilor de Fe3+, Mn2+, Pb2+, Zn2+, Cu2+ corespunzători. - Grad de realizare: 100%O2. Caracterizarea experimentala fizico-chimica a ionoforilor si a complecşilor de Fe3+, Pb2+, Mn2+, Zn2+, Cu2+ corespunzători. (Continuare in 2011). - Grad de realizare: 100%
Rezultate 2010
R1. Achiziţia a unui calculator performant Dell studio xps8100, Intel Corei7-860, 4G RAM pentru calcule rapide de mare precizie.R2. Au fost efectuate calcule teoretice, prin metode bazate pe funcţionala de densitate electronică (DFT), a proprietăţilor moleculare a ionoforilor [Calcon, Eriochrome black T, 1,5-Diphenylcarbazide, 1-(2-Pyridylazo)-2-naphthol] şi a complecşilor metalici corespunzători: optimizarea geometriilor, sarcini atomice parţiale, potenţial electrostatic molecular, momente de dipol şi multipol, energiile orbitalilor HOMO-LUMO etc.
R3. Calcule teoretice DFT pentru obţinerea modurilor de vibraţie şi a spectrelor RMN a ionoforilor şi a complecşilor metalici corespunzători.
R4. Studii spectroscopice IR, Raman şi SERS(spectroscopie Raman ultrasenzitiva) asupra ionoforilor şi a complecşilor metalici corespunzători.
R5. Valorificarea rezultatelor
a) Articole publicate în cadrul fazei:
1. SERS Approach for Zn(II) Detection in Contaminated Soil, L. Szabo, L.F. Leopold, I.B. Cozar, N. Leopold, K. Herman, V. Chiş, Central European Journal of Chemistry, 9(3), 410-414 (2011)
2. IR, Raman, SERS and DFT Study of pindolol and verapamil, I.B. Cozar, L. Szabo, N. Leopold, V. Chiş, O. Cozar, L. David Journal of Molecular Structure (doi: 10.1016/j.molstruc.2011.01.043)
b) Lucrări comunicate la conferinte:
1. PS1-7(p. 37) Zn (II) Determination in Contaminated Soil by SERS Spectroscopy [PDF], L. Szabó, L.F. Leopold, N. Leopold, I.B. Cozar, V. Chiş, EUCMOS 2010 - XXX European Congress on Molecular Spectroscopy, August 29st – September 3th 2010, Florenta, Italia
2. PS2-14 (p. 100) IR, SERS and DFT Study of Pindolol and Verapamil Drugs [PDF], I. B. Cozar, L. Szabó, O. Cozar, N. Leopold, V. Chiş, L. David, EUCMOS 2010 - XXX European Congress on Molecular Spectroscopy, August 29st – September 3th 2010, Florenta, Italia
3. SERS, IR and DFT investigations of some metal-chelating compounds [PDF], L. Szabó, N. Leopold, L. F. Leopold, V. Chiş, I. B. Cozar, K. Herman, CNF 2010 Conferinţa Naţională de Fizică - Iaşi 23-25 septembrie 2010
R6. Sinteza lucrării 2010 [PDF]
Începutul paginii
Obiective 2011
O1. Caracterizarea experimentala fizico-chimica a ionoforilor si a complecşilor de Al3+, Mn2+, Fe3+, Cu2+, Zn2+ şi Pb2+ corespunzători. (Continuare din 2010). - Grad de realizare: 100%O2. Evaluarea selectivităţii şi inter-selectivităţii ionoforilor la diferiţi ioni ai metalelor grele precum şi a senzitivităţii metodei SERS. - Grad de realizare: 100%
O3. Raportare preliminară şi diseminarea rezultatelor. - Grad de realizare: 100%
Rezultate 2011
R1. S-au efectuat studii spectroscopice de Rezonanţă Magnetică Nucleară (RMN) asupra ionoforilor şi a complecşilor metalici corespunzători.R2. S-au realizat studii spectroscopice Raman amplificat de suprafeţe (SERS) asupra ionoforilor şi a complecşilor metalici corespunzători.
R3. Au fost efectuate studiile spectroscopice SERS asupra ionoforilor în prezenţa de amestecuri ale ionilor metalelor grele Al3+, Mn2+, Fe3+, Cu2+, Zn2+ şi Pb2+ pentru evaluări de inter-selectivitate. Stagii de cercetare în străinătate.(Ungaria, Austria, Germania, Franta, Croatia, Italia, Anglia).
R4. Studii spectroscopice SERS asupra ionoforilor în prezenta de amestecuri ale ionilor metalelor grele Al3+, Mn2+, Fe3+, Cu2+, Zn2+ şi Pb2+ pentru evaluari de senzitivitate.
R5. Studiul influenţei a diferiţi factori ca timp de răspuns, pH-ul soluţiei, stabilitatea în timp asupra senzitivităţii SERS precum şi asupra eficienţei formării legăturilor metal-ionofor.
R6. Prepararea şi trimiterea spre publicare a unui manuscris privind descrierea noilor senzori Raman pentru determinarea ionilor metalelor grele la publicaţie într-o revista de specialitate cu factor de impact peste 2, respectiv intro revista cotata BDI.
R7. Actualizarea paginii web.
R8. Valorificarea rezultatelor
a) Articole publicate în cadrul fazei
1. Surface-enhanced Raman scattering and DFT investigation of Eriochrome Black T metal chelating compound,
László Szabó, Krisztian Herman, Nicolae Leopold, Vasile Chis, Spectrochimica Acta Part A, 79, 226-231 (2011).
2. FTIR, FT-Raman, SERS and DFT study of Calcon and its metal complexes,
L. Szabó, K. Herman, N. E. Mircescu, A. Falamas, L. F. Leopold, N. Leopold, V. Chis, Studia Universitatis Babes-Bolyai, Physica, LVI, 2, 143-154 (2011).
b) Lucrări comunicate la conferinte
1. P132. Surface-enhanced Raman scattering and DFT investigation of Eriochrome Black T metalchelating compound, [PDF],
L. Szabó, N. Leopold, A. Fălămaş, C. Buzumurgă, V. Chiş, ECSBM 2011 -14th European Conference on the Spectroscopy of Biological Molecules (ECSBM 2011), August 29st – September 3th 2011, Coimbra, Portugalia.
2. P45. SERS, Raman, IR and DFT investigation of 1-(2-pyridylazo)-2-naphthol and its metal complexes, [PDF],
L. Szabó, K. Herman, N. E. Mircescu, A. Fălămaş, L. F. Leopold, N. Leopold, C. Buzumurgă, V. Chiş, BIONANOSPEC 2011- Advanced Spectroscopies on Biomedical and Nanostructured Systems (BIONANOSPEC 2011), September 4-7, 2011 Cluj-Napoca, Romania.
R9. Sinteza lucrării 2011 [PDF]
Începutul paginii
Obiective 2012
O1. Detectarea si cuantificarea ionilor Cd2+, Hg2+, Pb2+, Zn2+, şi Cu2+ din probe de mediu - Grad de realizare: 100%O2. Detectarea si cuantificarea ionilor Cd2+, Hg2+, Pb2+, Zn2+, Cu2+ şi Fe3+ din alimente si probe biologice. - Grad de realizare: 100%
O3. Raportare preliminară şi diseminarea rezultatelor. - Grad de realizare: 100%
Rezultate 2012
R1. S-au efectuat studii pentru determinarea ionilor metalelor grele din surse de apa din zone contaminate (Copsa Mica, Baia Mare, Zlatna, Gheorgheni).R2. Au fost prelevarea probe de sol si vegetatie din zone contaminate. S-au pregatit probele pentru extractia ionilor metalici cu diferiti solventi, prin centrifugare, sonicare, filtrare etc.
R3. S-a efectuat determinarea calitativa si cantitativa a ionilor metalelor grele Cd2+, Hg2+, Pb2+, Zn2+, şi Cu2+ din sol si vegetatie cu ajutorul senzorilor Raman.
R4. S-au efectuat studii pentru determinarea ionilor metalelor grele din alimente si probe biologice contaminate.
R5. Prelevarea probelor biologice. Pregatirea probelor pentru extractia ionilor metalici cu diferiti solventi, centrifugare, sonicare, filtrare.
R6. Prepararea şi trimiterea spre publicare a unui manuscris privind descrierea noilor senzori Raman pentru determinarea ionilor metalelor grele la publicaţie într-o revista de specialitate cu factor de impact peste 2, respectiv intro revista cotata BDI.
R7. Actualizarea paginii web.
R8. Valorificarea rezultatelor
a) Articole publicate în cadrul fazei:
1. Surface-enhanced Raman scattering and DFT investigation of 1-(2-pyridylazo)-2-naphthol and its metal complexes with Al(III), Mn(II), Fe(III), Cu(II), Zn(II) and Pb(II),
László Szabó, Krisztian Herman, Nicoleta E. Mircescu, Alexandra Falamas, Loredana F. Leopold, Nicolae Leopold, Claudia Buzumurga, Vasile Chis, Spectrochimica Acta Part A, 93, 266-273 (2012).
2. Surface-enhanced Raman scattering and DFT investigation of 1,5-diphenylcarbazide and its metal complexes with Ca(II), Mn(II), Fe(III), Cu(II) and Pb(II),
Laszlo Szabó, Krisztian Herman, Mircea Oltean, Nicolae Leopold, Vasile Chis, Spectrochimica Acta Part A (submitted 2012).
3. SERS Approach for Fe(III) Detection in Soil extracts,
L. Szabó, A. Iordache, N. E. Mircescu, M. Oltean, N. Leopold, V. Chis, Studia Universitatis Babes-Bolyai, Physica, LVII, (submitted 2012).
b) Lucrări comunicate la conferinte:
1. Surface-enhanced Raman scattering and DFT investigation of 1,5-diphenylcarbazide and its metal complexes with Mn(II), Fe(III), Cu(II) and Pb(II), [PDF],
L. Szabó, L. Szabó, K. Herman, N. Leopold, V. Chis, COST CUPFEL-Meeting CM0702, Cluj-Napoca 21-23 March, 2012.
2. Abstract trimis la conferinta XXXI EUCMOS 2012 Cluj-Napoca, [PDF],
R9. Sinteza lucrării 2012 [PDF]
