Titlu proiect: Nanorețele Avansate Hibride Auto-organizate cu Poziții Inter-nanoelectrozi Controlabile pentru Detecție Ultrasensibilă în Aplicații Medicale (SHIN-PULS)
Director de proiect: Dr. SZERB Elisabeta Ildyko
Valoarea totală a proiectului: 1.198.032 lei
Valoare cofinantare: 0 lei
Valoare eligibila ICT: 1.198.032 lei
Durata contractului: 36 luni (01.01.2021- 31.12.2023)
Entitatea finantatoare: Unitatea Executivă pentru Finanțarea Învățământului Superior, a Cercetării, Dezvoltării și Inovării
Rezumatul proiectului: Prezentul proiect își propune să exploreze relația structură – proprietate – funcție electrochimică a unei nanoplatforme cu matrice complexă bazată pe metalomesogeni (MMs) ca precursori pentru a genera electrochimic in-situ rețele dezordonate/ordonate de nanoelectrozi (MONA) de oxizi metalici (MOx) pentru fabricarea unor senzori electrochimici hibrizi de înaltă performanță. Dimensiunea, forma şi distanța dintre nanoelectrozi va fi controlată de organizarea supramoleculară în starea cristalin lichidă a combinației complexe utilizată pentru a modifica electrodul nanostructurat. Pe baza cunoştințelor fundamentale obținute, se va explora prin utilizarea unor scenarii şi proiecte diferite, dezvoltarea unui sistem de senzing ultrasensibil portabil cu wireless integrat (MONA-WEPS) pentru aplicații biomedicale neinvazive în timp real. Proiectul va fi realizat folosind expertiza multi- și interdisciplinară a unor cercetători de prestigiu în strânsă colaborare cu cercetători tineri şi studenți, urmând o direcție de cercetare integrativă pentru o cunoaştere aprofundată a chimiei de suprafață şi interfață şi a transportului de sarcină, considerată ca bază pentru inițierea/dezvoltarea altor domenii de cercetare aplicativă.
Obiectivele proiectului: Obiectivul proiectului constă în obținerea de nanoplatforme cu matrice complexă bazată pe metalomesogeni (MMs) ca precursori pentru a genera electrochimic in-situ rețele dezordonate/ordonate de nanoelectrozi (MONA) de oxizi metalici (MOx) pentru fabricarea unor senzori electrochimici hibrizi de înaltă performanță. Se vor utiliza combinații complexe ale unor metale biodisponibile (cupru, zinc, argint sau fier) auto-asamblate in structuri mesogene pentru a modifica suporturile „non-inocente” pe bază de carbon, non-carbon și hibride care vor genera rețele de nanoelectrozi (MMNA) având organizații supramoleculare controlate și/sau ordonate. MONA cu structură randomizată sau organizată, obținut în urma tratamentului electrochimic al MMNA, va fi utilizat pentru prima dată ca nanosenzor avansat pentru detecție ultrasensibilă în aplicații medicale. Se va realiza dezvoltarea unui sistem de senzing ultrasensibil portabil cu wireless integrat (MONA-WEPS) pentru aplicații biomedicale neinvazive în timp real. Senzorul va permite monitorizarea precisă a diferiților compuși biologic activi din salivă sau urină (glucoză, acid uric sau acid ascorbic) și va transmite date wireless către dispozitive mobile sau pentru stocare în cloud.
Obiective științifice specifice:
- Sinteza de noi MMs ale unor metale biodisponibile (zinc, cupru, fier, argint) având proprietăți mesogene la temperaturi apropiate de temperatura ambientală;
- Obținerea de rețele de nanoelectrozi modificați pe baza MMs (MMNA);
- Obținerea rețelelor de nanoelectrozi de oxizi metalici optimizate (MONA) prin tratament electrochimic in-situ al MMNA;
- Fabricarea MONA_WEPS pentru aplicații biomedicale neinvazive în timp real.
Membrii:
- Prof. MANEA Florica
- Ing. Dr. NICOLAE Ionel-Valentin
- Dr. CSEH Liliana
- Dr. CREȚU Carmen
- Dr. DONNIO Bertrand
- Dr. ILIEŞ Sorina
- Dr. ANDELESCU Adelina-Antonia
- Drd. NEGREA Sorina-Claudia
- Drd. DELCIOIU Claudia: ianuarie 2021 – octombrie 2022
- Drd. BUTĂ Ildyko: din iulie 2021
- Masterand POPA Evelyn
- Masterand BADESCU Bianca-Nicoleta: iulie 2021 – octombrie 2022
- Masterand VORGA Milenca: ianuarie 2021 – mai 2021
- Masterand VISAN Alexandru: ianuarie 2023
Lista lucrărilor publicate:
Etapa 1.
1. La Deda M., Di Maio G., Candreva A., Heinrich B., Andelescu A.-A., Popa E., Voirin E., Badea V., Amati M., Costişor O., Donnio B.*, Szerb E. I.*
Very intense polarized emission in self-assembled room temperature metallomesogens based on Zn(II) coordination complexes: an experimental and computational study,
J. Mater. Chem. C 10, 115–125, 2022.IF = 7.393
2. Motoc S. (m. Ilies), Schinteie B., Pop A., Negrea S., Cretu C., Szerb E.I.*, Manea F.*
Graphene quantum dots and Cu(I) liquid crystal for advanced electrochemical detection of doxorubicine in aqueous solutions
Nanomaterials, 11, 2788, 2021IF = 5.076
3. Szerb E. I., Chatterjee S., La Deda M., Palermo G., Sancey L., Strangi G., Ricciardi L.*
A luminescent water-soluble Ir(III) complex as potential photosensitizer for two-photon photodynamic therapy
Appl. Sci., 11, 11596, 2021IF = 2.679
Etapa 2.
1. Andelescu A.A., Ilies (b. Motoc) S., Cretu C., Popa E., Marinescu S., Heinrich B., Manea F.*, Negrea S., Donnio B., Szerb E.I*
Pentacoordinated Liquid Crystalline Zn(II) Complex Organized in Smectic Mesophase: Synthesis, Structural and Electrochemical Properties
Appl. Sci., 12, 8306, 2022FI = 2.838
2. Negrea S., Andelescu A.A., Ilies (b. Motoc) S., Cretu C., Cseh L., Rastei M., Donnio B., Szerb E.I.*, Manea F.*
Design of Nanostructured Hybrid Electrodes Based on a Liquid Crystalline Zn(II) Coordination
Complex-Carbon Nanotubes Composition for the Specific Electrochemical Sensing of Uric Acid
Nanomaterials, 12, 4215, 2022FI = 5.719
Etapa 3.
1. Popa E., Andelescu A.A., Ilies S. (b. Motoc), Visan A., Cretu C., Scarpelli F., Crispini A., Manea F.* and Szerb E.I.*
Hetero-Bimetallic Ferrocene-Containing Zinc(II)-Terpyridyl-Based Metallomesogen: Structural and Electrochemical Characterization
Materials, 16, 1946, 2023 IF = 3.400
2. Cretu C., Popa E., Di Maio G., Candreva A., Buta I., Visan A., La Deda M., Donnio B. * and Szerb E.I.*
Bimetallic liquid crystal blends based on structurally related 3d-metal coordination complexes
Chem. Commun, 59, 10616-10619, 2023 IF = 6.065
Lista brevetelor de invenție înregistrate
Etapa 3.
Brevet de inveție nr. A/00777 din 29.11.2023 depus la OSIM – Oficiul de Stat pentru Invenții și Mărci, București, România
Lista lucrărilor comunicate (poster) la conferinţe internationale si nationale:
Etapa 1. Din cauza situației pandemice, toate conferințele din Etapa 1 au fost desfăşurate on-line
1. Popa E., Badescu B. N., Visan A., Marinescu S., Buta I., Cretu C., Szerb E. I.
Bimetallic liquid crystalline functional materials
Simpozion ICT: The 13th Edition of symposium with international participation “New trends and strategies in the chemistry of advanced materials with relevance in biological systems, technique and environmental protection”, 7-8 octombrie 2021, Timişoara, România.
2. Ilies (born Motoc) S., Andelescu A., Cretu C., Popa E., Szerb E. I., Manea F., Donnio B.
Zn(II) metallomesogen-carbon nanotubes paste electrode for glucose detection
Young Researchers’ International Conference on Chemistry and Chemical Engineering (YRICCCE III), 04 – 05 iunie 2021, Cluj-Napoca, Romania.
3. Andelescu A. A., Popa E., Crețu C., Vorga M. M., Motoc S., Nicolae I.-V., Manea F., Szerb E. I.
New transition metal-based coordination complexes for electrochemical sensing
Young Researchers’ International Conference on Chemistry and Chemical Engineering (YRICCCE III), 04 – 05 Iunie 2021, Cluj-Napoca, România.
Etapa 2.
1. Buta I., Cretu C., Popa E., Badescu B., Szerb E.I.
Isostructural Metallomesogens based on Ni(II) and Zn(II). Synthesis, Liquid-Crystalline. Properties of pristine complexes and their mixtures
14th National SICL Meeting, 22 – 23 Septembrie 2022, Padova, Italia.
2. Badescu B., Popa E., Ilies S., Manea F., Szerb E.I.
Bimetallic mesogens based on Zn(II) and Fe(II) ions
Conferinţa Naţională de Chimie, Ediţia XXXVI, 04-07 Octombrie 2022, Călimăneşti-
Căciulata, România.
3. Popa E., Cretu C., Buta I., Szerb E.I.
Bimetallic liquid crystalline materials based on Zn(II) and Cu(II) coordination complexes
Simpozion ICT: The 14 th Edition of symposium with international participation “New trends
and strategies in the chemistry of advanced materials with relevance in biological systems,
technique and environmental protection”, 20-21 octombrie 2022, Timişoara, România.
4. Buta I., Cretu C., Popa E. Badescu B. Szerb E.I.
Structural and optical properties of 3d metal coordination complexes with N- and O-donor
ligands
Simpozion ICT: The 14 th Edition of symposium with international participation “New trends and strategies in the chemistry of advanced materials with relevance in biological systems, technique and environmental protection”, 20-21 octombrie 2022, Timişoara, România.
5. Vişan A., Popa E., Cretu C., Szerb E., Andelescu A.A.
Gallate ligands functionalized with ferrocene containing alkyl chains as precursors for
bimetallic liquid crystals
Simpozion ICT: The 14 th Edition of symposium with international participation “New trends
and strategies in the chemistry of advanced materials with relevance in biological systems,
technique and environmental protection”, 20-21 octombrie 2022, Timişoara, România.
Etapa 3.
1. Visan A., Andelescu A.A., Popa E., Cretu C., Szerb E.I.,
Aggregation studies on a hetero-bimetallic coordination complex, The 15th Edition of the Conference “New trends in chemistry research”, 21-22 septembrie 2023, Timişoara, România, Book of abstracts, pag. 103.
2. Buta I.M., Cretu C., Szerb E.I.,
Perspectives on the structural design of copper(II) liquid crystalline complex based on Schiff base ligand, The 15th Edition of the Conference “New trends in chemistry research”, 21-22 septembrie 2023,Timişoara, România, Book of abstracts, pag. 98
3. Baciu A., Motoc S., Negrea S.-N., Vitan D., Orha C., Tudoran C., Manea F.
Application of cellulose nanostructured sponges for contaminated sediments remediation, 12th International conference on environmental engineering and management – ICEEM12 Circular Economy and Sustainability Conference, 13 – 16 September 2023, Iași, Romania, p. 167.
4. Negrea S.-C., Motoc S., Baciu A., Șăulean A.A., Matei E., Trușcă R., Manea F.,
Innovative polymer enhanced ultra-filtration to treat lake water for both cyanobacteria and cyanotoxins removal, 12th International conference on environmental engineering and management-ICEEM12 Circular Economy and Sustainability Conference, 13 – 16 September 2023, Iași, Romania, p. 207.
Lista lucrărilor comunicate (prezentare orală) la conferinţe internaționale şi naționale:
Etapa 1. Din cauza situației pandemice, toate conferințele din Etapa 1 au fost desfăşurate on-line
1. Andelescu A. A., La Deda M., Di Maio G., Candreva A., Popa E., Voirin E., Heinrich B., Donnio B., Szerb E. I.
Polarized Emission from columnar Zn(II) metallomesogens
IUPAC World Chemistry Congress (WCC) and Canadian Chemistry Conference and Exhibition (CCCE), 13 – 20 August 2021
2. Ilies (born Motoc) S., Schinteie B., Manea F., Pop A., Negrea S., Szerb E.I.
Graphene quantum dots-multiwalled carbon nanotubes paste electrode for sensitive determination of doxorubicin in aqueous solution
Conferinţa internaţională: 7th Nanomaterials and Nanotechnology Meeting, 17-20 Mai 2021, Ostrava, Republica Cehă.
3. Ilies (born Motoc) S., Szerb E.,Pop A., Negrea S., Manea F.
Nanostructured carbon-based electrode for enhanced determination of sodium diclofenac in water
11th International conference on environmental engineering and management–ICEEM11, 8-10 Septembrie 2021, Muttenz, Switzerland
4. Cretu C., Ilies S., Manea F., Szerb E. I.
Cu(I)-based metallomesogens for the fabrication of electrochemical high performance hybrid sensors for non-invasive real time biomedical applications
Smart functional nanomaterials: From synthesis to advanced applications, 07-08 Mai 2021, Roma, Italia.
5. Szerb E. I.
Materiale funcţionale pe bază de combinații complexe ale metalelor din blocul d
Conferința Cercetării Științifice din Academia Română (CCSAR-2021), 22 noiembrie 2021, Academia Română, România.
6. Badescu B., Elisabeta I. Szerb, Florica Manea, Sorina Ilieş (b.Moțoc)
Square-wave voltammetry technique for sensitive and fast detection of doxorubicin from aqueous solutions
Student Scientific Session, Faculty Of Food Engineering, Tourism And Environmental Protection, “Aurel Vlaicu” University Of Arad, XIXth Edition, November 25-26, 2021.
Secţiunea I: Environmental Science and Engineering, Environmental Protection, Biodiversity, Health, Applied Biology.
7. Buta I., Shova S., Ilies S., Manea F., Andruh M., Costisor O.
Mono- and oligonuclear complexes based on Schiff base ligand
Scientific Communications Of Young Researchers MacroYouth’2021, 2nd Edition, November 19, 2021, Iasi, Romania.
Etapa 2.
1. Andelescu A. A., Ilies S., Popa E., La Deda M., Di Maio G., Donnio B., Manea F., Szerb E.I.
Zn(II) metallomesogens: from polarized emission to electrochemical sensing
14th National SICL Meeting, 22-23 Septembrie 2022, Padova, Italia.
2. Szerb E.I., Manea F., Donnio B., Ilies S., Andelescu A.A., Cretu C., Buta I.
Metallomesogens as functional materials for advanced electrochemical sensing
Conferinţa internaţională: 22nd Romanian International Conference on Chemistry and
Chemical Engineering, 07-09 Septembrie 2022, Sinaia, România.
3. Creţu C., Popa E., Buta I., Ilies S., Manea F., Donnio B., Szerb E.I.
Functional materials based on bimetallic metallomesogens
Conferinţa Naţională de Chimie, Ediţia XXXVI, 04-07 Octombrie 2022, Călimăneşti-Căciulata,
România.
4. Szerb E.I., Nicolae V.I., Manea F.
Liquid crystals, electrochemistry and sensors
Simpozion ICT: The 14th Edition of symposium with international participation “New trends
and strategies in the chemistry of advanced materials with relevance in biological systems,
technique and environmental protection”, 20-21 octombrie 2022, Timişoara, România.
5. Bută I., Cretu C., Popa E., Szerb E.I.
New 3d metal coordination complexes with N- and O- donor ligands: synthesis, structural
characterization and optical properties
28th International Symposium on Analytical and Environmental Problems (ISAEP 2022)”
online, 14-15 November 2022, Szeged, Ungaria.
Etapa 3.
1. Szerb. E.I.: keynote invitat
Metallomesogens from design to functional properties,
16th European Conference on Liquid Crystals ECLC 2023, 10-14 July 2023, Universitá della Calabria, Rende, Italy
2. Cretu C., Andelescu A.A., Ilies S., Manea F., Szerb E.I.
Cu(I) and Zn(II) metallomesogens for electrochemical sensing of glucose and uric acid,
Conferinţă Internaţională: Progress in Organic and Macromolecular Compounds, Editia 29 – MACROIasi 2023, 4-6 Octombrie 2023, Iasi, Romania.
3. Buta I., Nistor M.A., Muntean S.G., Costisor O.
One dimensional coordination polymers based on Schiff base ligand: structures, properties and potential applications,
Conferinţă Internaţională: Progress in Organic and Macromolecular Compounds, Editia 29 – MACROIasi 2023, 4-6 Octombrie 2023, Iasi, Romania.
4. Manea F., keynote invitat
Emerging electrochemical processes for water circularity,
12th International conference on environmental engineering and management – ICEEM12 Circular Economy and Sustainability Conference, 13 – 16 September 2023, Iași, Romania, p. 21.
Premii:
Etapa 1.
Masterand Badescu Bianca-Nicoleta Premiul I pentru prezentarea orală cu titlul „Square-wave voltammetry technique for sensitive and fast detection of doxorubicin from aqueous solutions” la manifestarea ştiințifică Student Scientific Session, Faculty Of Food Engineering, Tourism And Environmental Protection, “Aurel Vlaicu” University Of Arad, XIXth Edition, November 25-26, 2021, la Secţiunea I: Environmental Science and Engineering, Environmental Protection, Biodiversity, Health, Applied Biology.
Etapa 2.
BADESCU Bianca: Bursa acordată printr-un proces de selecție de către Societatea de Chimie din România pentru participarea la conferinta „Conferința Națională de Chimie, Ediția a XXXVI”, Călimănești -Căciulata, 04-07 Octombrie 2022.
Alte diseminări ale rezultatelor:
Etapa 1.
Noaptea Cercetatorilor Europeni, 28 September 2021, Nokia Campus, Timisoara – ediție on-line.
Etapa 2.
Noaptea Cercetătorilor Europeni – 2022, 30 septembrie 2022, NOKIA Campus, Timişoara,
România.
Participare ICT la programul “Educaţia e cheia”, proiect “Teach with inEDU”, derulat ȋn
perioada 3-10 octombrie 2022, INCUBOXX Timişoara.
Secţiune specială dedicată ariei tematice a proiectului cu titlul: “Liquid crystals, electrochemistry and sensors” în cadrul Simpozionului cu participare internaţională „New Trends and Strategies in the Chemistry of Advanced Materials with Relevance in Biological
Systems, Technique and Environmental Protection”, eveniment organizat anual de Istitutul de
Chimie „Coriolan Drăgulescu. Site web: New Trends in Chemistry 2022 – Event Page.
Etapa 3.
Noaptea Cercetătorilor Europeni – 2023, 29 septembrie 2023, NOKIA Campus, Timişoara, România – poster prezentare proiect PCE 48/2021
Rapoarte:
Etapa I: Raport (pdf)
Etapa II: Raport (pdf),
Raport executiv (pdf)
Etapa III: Raport executiv
Mulțumiri:
Această lucrare a fost susținută de un grant al Ministerului Cercetării și Inovării, CNCS – CCCDI – UEFISCDI, cod proiect PN-III-P4-ID-PCE-2020-1958, în cadrul PNCDI III.
