cercetare  proiecte Nucleu

Program NUCLEU perioada 2016-2017

Tehnologii Izotopice și Moleculare: de la Cercetare-Dezvoltare la Inovare- IZOMOL PN16 30

P7. Cercetări de frontieră dedicate dezvoltării de tehnologii moleculare

Responsabil proiect: Dr. Loránt JÁNOSI

Faza 1: Investigarea prin tehnici fototermice de contact şi non-contact a parametrilor termici şi electrici ai unor termoelectrici solizi, în vederea creşterii performanţelor acestora

Termen de predare: 15.04.2016

Responsabil fază: Dr. Mihaela STREZA

Rezultate:
• Metoda 1: „Platformă pentru măsurarea proprietăţilor de transport termic şi electric ale termoelectricilor solizi”
• Metoda 2: „Metodă de masură a coeficientului Seebeck al termoelementelor prin termografie activă”
• O publicaţie cotată ISI: „An active thermography approach for thermal and electrical characterization of thermoelectric materials” (trimisă spre publicare la revista J.Phys.D.: Applied Physics)
Concluzii: Au fost elaborate şi combinate noi tehnici fototermice de investigare: tehnica fototermoelectrică (PTE), termografia de detecţie sincronă (DS) şi calorimetria fotopiroelectrică (PPE), concretizate prin dezvoltarea a două metode noi de caracterizare a termoelectricilor.

Faza 2: Procese de relaxare moleculară caracteristice unor nucleozide și nucleotide: posibile mecanisme pentru controlul funcțiilor biologice ale acizilor nucleici

Termen de predare: 15.06.2016

Responsabil fază: Dr. Cristina M. MUNTEAN

Rezultate:
A fost realizat un studiu ştiinţific privind investigarea dinamicii grupărilor funcţionale din constituenţi purinici şi pirimidinici ai acizilor nucleici (nucleozide şi nucleotide) prin spectroscopie Raman clasică, cu identificarea mecanismului de relaxare dominant care are loc.
A fost descris procesul de transfer al energiei vibraţionale în cazul a doisprezece componenţi liberi ai acizilor nucleici (adenozina, hidrat de guanozina, citidina, timidina, uridina, 5’ - adenozin - monofosfat disodic, 2’- dezoxiadenozin - 5’ - monofosfat, citidin - 5’ - monofosfat, 2’ - dezoxicitidin - 5’ - monofosfat, 2’ - dezoxiguanozin - 5’ - monofosfat, hidrat de timidin - 5’ - monofosfat disodic, respectiv uridin - 5’ - monofosfat disodic). Parametrii dinamici asociaţi profilelor vibraţionale Raman caracteristice grupărilor funcţionale ale acestor constituenţi ai ADN şi ARN au fost identificaţi şi discutaţi.
Au fost redactate două articole ştiinţifice, care au fost trimise la publicare în reviste cotate ISI.
A fost prezentată o comunicare ştiinţifică la o conferinţa internaţională în domeniu.

Faza 3: Polifarmacoterapia investigată prin tehnici moderne de relaxometrie şi difuzometrie RMN

Termen de predare: 15.08.2016

Responsabil fază: Dr. Adrian PÎRNĂU

Rezultate:
- Determinarea vitezelor de relaxare longitudinală selectivă a protonilor ligandului 1 si HSA, în vederea determinării constantei de asociere şi a numărului poziţiilor de legare;
- Determinarea vitezelor de relaxare longitudinală selectivă a protonilor ligandului 2 şi HSA, în vederea determinării constantei de asociere şi a numărului poziţiilor de legare;
- Determinarea constantei de asociere în cazul legării competitive a ligandului 1 şi a ligandului 2 de HSA;
- Determinarea prin RMN a coeficientului de difuzie a ligandului 1 respectiv ligandului 2 în stare liberă, respectiv legaţi de HSA.
Stadiul realizării obiectivului fazei: finalizat.
Gradul de îndeplinire al obiectivului cu referire la ţintele stabilite: 100%.
Stadiul de implementare al proiectului: 3 / 13 faze.
Indicatorii asociaţi pentru monitorizare şi evaluare: Rezultatele au fost diseminate la 2 Conferinţe pe tematica proiectului.
În etapa următoare se va realiza caracterizarea interacţiunilor cu afinitate scăzută între compuşi cu activitate farmaceutică şi albumina serică prin spectroscopie UV-Vis, spectrofluorimetrie şi calorimetrie izotermă de titrare (ITC).

Faza 4: Explorarea potenţialului adjuvant al unor fitocompuşi din genul Plantago în medicaţia bolilor degenerative prin interacţie cu biosisteme expuse unor metaboliti toxici ai ciclofosfamidei

Termen de predare: 15.09.2016

Responsabil fază: Drd. Anca FARCAŞ

Rezultate:
• A fost determinat profilul fenolic pentru cinci extracte de Plantago (P. sempervirens, P. cornuti, P. media, P. lanceolata si P. major) de provenienţă autohtonă și au fost cuantificaţi fitocompuşii majoritari.
• Analiza interacţia ciclofosfamidei cu fitocompuşii rutin şi luteolin din sp Plantago. prin metodastingerii fluorescentei şi spectroscopie RMN indică lipsa asocierii medicament – fitocompus.
• A fost determinată activitatea antioxidantă pentru cele cinci extracte bogate in fitocompuşi bioactivi prin patru metode (DPPH, TEAC, FC și RES), care a confirmat faptul că extractul de P. sempervirens are un potenţial antioxidant superior în comparaţie cu celelalte extracte. Ca urmare, acest extract a fost selectat pentru testarea activităţii antioxidante pe biosisteme model expuse unui stres oxidativ indus de agenţi inflamatori şi de medicaţia citostatică (ciclofosfamida).
• Eficienţa extractului de P. sempervirens a fost testată pe biosisteme model in vivo, pentru diferite doze. Au fost evaluaţi parametri biochimici (TOS, TAR, OSI, MDA, GPX, 3NT și CAT, GSH) și parametri endocrini (E2, FSH și PRO) în scopul monitorizării stresului oxidativ şi nitro-oxidativ, dar și a axelor hormonale.
Concluzii: Utilizarea preventivă a extractelor bogate în fitocompuși bioactivi cu potențial antioxidant, precum luteolin și apigenin, s-a dovedit a fi eficientă datorită redresării la nivelul valorilor normale ale parametrilor de stres oxidativ şi a parametrilor endocrini. Tratamentul preventiv cu extracte de Plantago prezintă potențial adjuvant în terapia cu citostatice prin medierea toxicității stresului oxidativ și nitro-oxidativ asociat.
Stadiul realizării obiectivului fazei: finalizat.
Gradul de indeplinire al obiectivului cu referire la tintele stabilite: 100%.
Stadiul de implementare al proiectului: 4 / 13 faze.
Indicatori asociaţi pentru monitorizare şi evaluare:
• Studiu privind explorarea potenţialului adjuvant al unor fitocompuşi din genul Plantago în medicaţia bolilor degenerative prin interacţie cu biosisteme expuse unor metaboliți toxici ai ciclofosfamidei;
• Diseminarea rezultatelor: o conferinţă internaţională (The Fourth Edition of International Conference on Analytical and Nanoanalytical Methods for Biomedical and Environmental Sciences ”IC-ANMBES 2016”, 29 iunie -1 iulie 2016) şi două conferinte naţionale (Conferinţa Naţională de Biofizică ”CNB 2016”, 1-4 iunie 2016, Conferinţa Naţională a Societăţii de Biologie Celulară ”SRBC” 8-12 iunie 2016);
• Articol în stadiu de manuscris pentru trimitere spre publicare.

Faza 5: Creşterea bio-disponibilităţii substanţelor farmaceutic active prin formarea de complecşi supramoleculari cu dendrimeri

Termen de predare: 15.11.2016

Responsabil fază: Dr. Flavia MARTIN

Rezultate:
• a fost obținut și caracterizat un sistem supramolecular medicament transportor pe bază de dendrimer, PAMAM-NH₂-G5-Nal;
• a fost realizat un studiu privind obtinerea de noi complecşi supramoleculari pe bază de dendrimeri utilizaţi pentru transportul de substanțe farmaceutic active;
• diseminarea rezultatelor a fost realizată prin participarea la două conferinţe internaţionale:
1.The Fourth Edition of International Conference on Analytical and Nanoanalytical Methods for Biomedical and Environmental Sciences ”IC-ANMBES 2016”, 29 iunie -1 iulie 2016, Brașov, Romania
2.The 15th European Powder Diffraction Conference (EPDIC15), Iunie 12-15, Bari, Italia
3.Articol în stadiu de manuscris pentru trimitere spre publicare.

Faza 6: Design molecular, sinteză şi caracterizare a unor sisteme moleculare de tip spin crossover în vederea eficientizării tranziţiilor de spini, în valoare de 325.000 lei, conform propunerii.

Termen de predare: 10.12.2016

Responsabil fază: Dr. Attila BENDE

Rezultate:
• Au fost determinate geometriile de echilibru pentru cele 20 de structuri supramoleculare atât în configuraţia de spini singlet cât şi cele de triplet. Pentru fiecare caz în parte s-a generat şi spectrele de absorbţie UV-Vis folosind metoda TDDFT;
• Din analiza spectrelor teoretice UV-Vis s-a ales un număr de 5 structuri ai căror liganzi au prezentat proprietăţi eficiente de absorbţie a radiaţiei laser în domeniul spectral 250 – 350 nm;
• Pentru fiecare caz s-a observat că primul nivel electronic excitat cu tăria oscilatorului diferit de zero nu coincide cu prima stare electronică excitată din care se constată că procesul de relaxare a stărilor electronice se face de-a lungul unui număr mare de canale de relaxare;
• Pentru 2 din cele 5 structuri propuse s-a localizat punctele izoenergetice, aşa numitul punct de intersecţie de tip „intersystem crossing”, unde de fapt se întâmplă tranziţia de spini din singlet în triplet şi invers pe baza efectele cuplajul spin-orbită;
• A fost determinat factorul de creştere volumică datorată tranziţiei de spin din starea triplet în cea de singlet.
Stadiul realizării obiectivului fazei: finalizat.
Concluzii: Ca o concluzie generală, se poate afirma că cei 5 complecşi supramoleculari pe bază de ioni Ni²⁺ coordinate cu liganzi organici care au fost selectate dintr-un număr de 20 de structuri prezintă proprietăţi de spin „crossover” controlabil prin radiaţie laser. Totodată ele prezintă şi proprietăţi speciale de modificare a volumului molecular în funcţie de configuraţia de spini.

Faza 7: Caracterizarea unor electroliţi cu proprietăţi termoelectrice prin tehnici fototermice de contact, utilizând atât efectul piroelectric, cât şi efectul Seebeck

Termen de predare: 15.03.2017

Responsabil fază: Dr. Dorin DĂDÂRLAT

Rezultate:
• Studiu de caracterizare a unor electroliţi cu proprietăţi termoelectrice prin tehnici fototermice de contact, utilizând atât efectul piroelectric, cât şi efectul Seebeck;
• Metodă de caracterizare termică a termoelectricilor lichizi prin utilizarea simultană a efectelor piroelectric şi Seebeck;
• Lucrare publicată în revistă cotată ISI: “Combined photopyroelectric-photothermoelectric detection for thermal characterization of liquid thermoelectrics”, K. Touati, M. Depriester, A. Hadj Sahraoui, C. Tripon, D. Dadarlat, Thermochimica Acta 642 (2016) 39–44;
• Lucrare trimisă spre publicare în revistă cotată ISI: „On the photothermal characterization of liquid thermoelectrics. New methodology based on coupled pyroelectric-Seebeck effects, together with frequency and thickness scanning procedures”, D. Dadarlat, C. Tripon, V. Tosa, Thermochimica Acta – 2017.

Faza 8: Interacţiunile dintre culturile bacteriene şi antibiotice investigate folosind spectroscopia vibraţională

Termen de predare: 15.06.2017

Responsabil fază: Dr. Carmen TRIPON

Rezultate:
(i) Efectul antibioticelor comerciale asupra unor culturi de bacterii patogene;
(ii) Studiu comparativ privind eficienţa unor uleiuri esentiale cu caracter antibiotic asupra unor bacterii patogene faţă de antibioticele de sinteză utilizate în mod tradiţional în tratarea infecţiilor bacteriene;
(iii) O lucrare ISI în pregătire, urmează să fie trimisă spre publicare;
(iv) Două comunicări ştiinţifice:
(1) urmează a fi prezentată în cadrul conferinţei PIM 2017, cu titlul „The effect of natural and synthetic antibiotics on pathogenic bacterial strains: an overview on the main structural characteristics induced in bacteria”, autori: S. Porav, T. Szoke-Nagy, N.E. Dina, B. Cozar, C. Muntean, C. Tripon.
(2) urmează a fi prezentată în cadrul conferinţei 7th Congress of European Microbiologists (Valencia, Spain, July, 2017), cu titlul „Antimicrobial and inhibitory effects of commercial essential oils against three environmental isolated bacterial strains”, autori: T. Szoke-Nagy, N.E. Dina, S. Porav, C. Tripon.
(v) O propunere de Proiect de cercetare pentru stimularea tinerelor echipe independente, trimisă în competiţia din 2016 – propunere în curs de evaluare, cu titlul: “Protocol inovativ bazat pe metode spectroscopice ultrasenzitive pentru investigarea modificărilor structurale induse de agenţi antibiotici în molecule de ADN bacterian patogen”.

Faza 9: Elucidarea mecanismelor moleculare de aderenţă la substrat a sistemelor pe bază de catechol prin marcare izotopică cu 2H a centrilor de interes

Termen de predare: 15.08.2017

Responsabil fază: Dr. Xenia FILIP

Rezultate:
(1) dezvoltarea unei metode analitice RMN-s de caracterizare a interacţiunii PDA-nSi prin combinarea informaţiilor obţinute din spectrele ²H/¹H RMN-s;
(2) manuscris în pregătire care conţine toate rezultatele şi concluziile studiului întreprins. A fost trimis un rezumat la o conferinţă cu participare internaţională şi se lucrează la un manuscris în vederea publicării.

Faza 10: Identificarea afinităţii poziţiilor de legare ale unor medicamente în sisteme supramoleculare de transport bazate pe albumine serice folosind tehnici spectroscopice şi calorimetrice

Termen de predare: 15.08.2017

Responsabil fază: Dr. Mihaela MIC

Rezultate:
• Valoarea constantelor de asociere şi a numărului poziţiilor specifice şi nespecifice de legare dintre compuşi farmacologic activi şi albumina serică, obţinute prin metode experimentale complementare;
• Determinarea indicelui de afinitate al interacţiunii bioligand – albumină serică.
Rezultatele obţinute au fost diseminate prin:
• 2 lucrări comunicate la o conferinţă pe tematica proiectului;
• 1 lucrare trimisă spre publicare pe tematica proiectului.

Faza 11:Evaluarea eficienţei interacţiei alicinei cu molecule cheie implicate în patologia neuro-degenerativă prin tehnici spectroscopice, calorimetrice, metode biochimice şi analiză structurală

Termen de predare: 15.09.2017

Responsabil fază: Drd. Vlad TOMA

Rezultate:
- constanta de asociere moleculară indică o interacţie slabă între albumină si alicină şi sugerează prezenţa alicinei predominant în stare liberă în circulaţia sanguină, respectiv o biodisponibilitate crescută;
- sub aspectul proprietăţilor antioxidante A. obliquum este comparabilă cu A. senescens ssp. montanum însă conţinutul mai mare de tiosulfinaţi îi conferă speciei A. senescens o bioactivitate superioară faţă de A. obliquum conform datelor noastre;
- bioactivitatea alicinei ca moleculă responsabilă de proprietăţile extractelor este completată prin efectul asupra sistemului nervos (efect nootrop);
- alicina, în prezenţa unui agent neurotoxic cum este valproatul de sodiu, are efecte terapeutice la nivel ultrastructural neuronal, la nivelul hipocampului şi cortexului frontal.
Indicatorii asociaţi pentru monitorizare şi evaluare:
- manuscrisul „Comparative toxicity evaluation of allicin (Allimed©) and Allium obliquum extract in female Wistar rats” pregătit pentru submitere la revista Food and Chemical Toxicology;
- participare cu 4 lucrări la trei conferinţe pe tematica proiectului: comunicare la Congresul SRBC 2017,08-11.06.2017, Iaşi, comunicare acceptată la conferinţa Brain Disorderds, Madrid, 29.11-01.12 2017, două comunicări acceptate la conferinţa internaţională Processes in Izotopes and Molecules, PIM 2017, 27-29.09.2017, Cluj-Napoca.

Faza 12:Optimizarea şi investigarea factorilor cu potenţial de influenţare a aderenţei la interfaţa strat-substrat, în vederea structurării prin nanotehnologii moleculare, de tip dewetting

Termen de predare: 15.11.2017

Responsabil fază: Dr. Radu BRĂTFĂLEAN

Rezultate:
- Studiu 1: „Studiu comparativ al gradului de aderenţă a straturilor de Au la diverse substraturi în funcţie de temperatura de substrat în timpul depunerii şi tratarea cu flux de ioni de argon a substratului înaintea depunerii”
- Metoda 1: „Metoda de realizare de suprafeţe metalice adecvat structurate pentru măsurarea eficientă a probelor SERS (Surface Enhanced Raman Spectroscopy)”
- O publicaţie cotată ISI: „Influence of Ar+ jet treatment and low substrate temperature on the solid-state dewetting of gold films”, trimisă spre publicare la revista Applied Surface Science, (APSUSC-S-17-13378)
- O lucrare comunicată sub formă de poster la conferința PIM 2017 : ”Ar+ jet treatment, before deposition, and low substrate temperature, during deposition – factors which enhance the solid-state de-wetting of thin Au films”, http://pim.itim-cj.ro/
- O propunere de proiect cu titlul ”Nanolitografie de tipul "Dip-Pen" cu pre-polimeri UV/termo-solidificabili și aplicații”, depusă la competiția, PNCDI III - Programul 4 Proiecte de Cercetare Exploratorie – 2016, sub numărul PN-III-P4-ID-PCE-2016-0903.

Faza 13:Substanţe farmaceutic active cu eficacitate crescută prin încorporare în polimeri metal-organici

Termen de predare: 20.12.2017

Responsabil fază: Dr. Ioana GROSU

Rezultate:
- au fost obţinute şi caracterizate două sisteme supramoleculare medicament@MIL-100(Fe)
- a fost realizat un studiu privind obţinerea de noi complecşi supramoleculari medicament@MOF în vederea transportului de substanţe farmaceutic active;
- diseminarea rezultatelor a fost realizată prin participarea la o conferinţă internaţională:
1. The Fourth Edition of International Conference on Analytical and Nanoanalytical Methods for Biomedical and Environmental Sciences ”IC-ANMBES 2016”, 29 iunie -1 iulie 2016, Braşov, Romania
2. A fost publicat un articol: “Optimized multi-step NMR-crystallography approach for structural characterization of a stable quercetin solvate”, X. Filip, M. Miclaus, F. Martin, C. Filip si I.G. Grosu, Journal of Pharmaceutical and Biomedical Analysis, 138, 2017, 22-28