Proiect de cercetare exploratorie finantat de CNCSIS prin

Proiect de cercetare exploratorie, finantat de CNCSIS, prin programul PN II ‘Idei’ Titlu: Nanoparticule Hibride Multistrat. Obtinere, Caracterizare, Proprietati si Potentiale Aplicatii in Chimia Supramoleculara, Biochimie, Cataliza. Director: Dr. Petre Ionita Durata: 01. 10. 2007 -30. 09. 2010

Structura buget: Nr. Crt 1. Denumire capitol buget Cheltuieli de personal 2007 2008 2009 2010 Total Valoare (lei) 27000 108000 81000 324000 2. Cheltuieli indirecte (regie) 14600 58400 43800 175200 3 Mobilităţi 20000 25600 80000 60000 185600 4. Cheltuieli de logistică 11400 100000 45600 34200 191200 5. Total 73000 292000 219000 876000

Rezumat: Prezentul proiect are ca scop obtinerea prin sinteza dirijata a unor ansambluri hibride, de dimensiuni nanometrice, constituite din depuneri succesive pe un nucleu metalic (aur) sau de oxizi metalici (oxizi ai fierului) a unor straturi concentrice de tip organic sau anorganic. Fiecare strat (inclusiv suprafata nucleului) poate fi functionalizat in mod diferit (individual), conducand astfel la concentrarea spatiala (regionala) a proprietatilor de interes; in mod cumulativ, exista posibilitatea co-operarii intre aceste proprietati, in sensul crearii unor nanomateriale cu proprietati deosebite, multifunctionale. Se are astfel in vedere derivatizarea cu compusi de interes, cu proprietati optice, fluorescente, complexante, paramagnetice sau biochimice. Nanoparticulele hibride astfel obtinute vor fi caracterizate prin diferite metode fizico-chimice generale (uv-vis, ir, rmn, microscopie tem) si speciale (in functie de natura derivatizarii, fluorescenta, magnetism, etc. ). Proprietatile acestora sunt studiate prin implicarea lor in diferite procese fizice, chimice si biochimice, cu precadere implicand metodele si procedeele chimiei supramoleculare, ale biochimiei si ale catalizei heterogene. Imbinarea judicioasa a diferitelor proprietati si caracteristici deschide calea unor aplicatii de interes ale acestor nanoparticule hibride multistrat.

Obiective majore: 1. Obtinerea unor nanoparticule de aur, magnetita si hematita; 2. Acoperirea acestor nanoparticulelor cu un strat de silice; 3. Derivatizarea nanoparticulelor hibride interes chimic si biochimic; cu diversi compusi de 4. Implicarea nanoparticulelor hibride derivatizate in diverse procese chimice si biochimice.

Echipa: Nume Anul nasterii Functia Doctorat Petre Ionita 1967 CS II Da Luminita Patron 1947 CS I Da Elena Gabriela Ionita 1969 Cercetator Da Gabriela Marinescu 1972 CS III Da Daniela Culita 1979 Cercetator Doctorand Marioara Bem 1977 Cercetator Doctorand

CV Petre Ionita Directorul de proiect a absolvit in anul 1987 Liceul Industrial de Chimie din Ploiesti, in 1992 Facultatea de Chimie a Universitatii Bucuresti, cu specializarea in chimie organica; s-a inscris la doctorat in 1993 la Universitatea Politehnica Bucuresti, catedra de Chimie Analitica, si a sustinut teza (Derivati din clasa difenil-picril-hidrazil in modelarea unor procese acido-bazice si redox prin transfer interfazic) in 1997; a participat la trei burse postdoctorat in York, UK. Activitatea de cercetare sustinuta pe parcursul timpului este redata sumar in continuare. - procese de transport al unor cationi, protoni, aminoacizi sau electroni cu ajutorul unor liganzi macrociclici, in sisteme bifazice l-l, s-l si in sisteme trifazice l-l-l, de tip membranar; determinari ale constantelor de extractie a unor cationi si aminoacizi; determinari ale constantelor de aciditate ale unor hidrazine; determinarea rapoartelor de complexare ale unor cationi cu diversi liganzi macrociclici; - optimizarea sintezei unor compusi cunoscuti, in sensul cresterii randamentului de reactie si a obtinerii selective a acestora; sinteza si caracterizarea unor derivati noi de tip hidrazil si nitroxil; sinteza si caracterizarea unor noi complecsi supramoleculari sau de incluziune; - caracterizarea fizico-chimica a compusilor noi sintetizati prin spectroscopie UV-Vis, RMN, RES, IR, MS, voltametrie ciclica, etc; - generarea unor specii radicalice cu viata scurta prin procese interfazice cu ajutorul eterilor coroana; - marcarea selectiva cu 15 N a unor compusi prin procese utilizand tehnicile catalizei interfazice; - elaborarea unor metode spectrofotometrice si cromatografice de determinare calitativa (si in anumite conditii si cantitativa) a unor anioni anorganici; - studiul hidrofobicitatii unei serii de derivati ai trifenilhidrazinei prin cromatografie cu faza inversa (experimental) si prin metoda Hansch-Leo (teoretic); corelarea matematica a structurii compusilor utilizati cu proprietatile fizico-chimice ale acestora; -sinteza si caracterizarea fizico-chimica a unor nanoparticule de aur, urmata de un studiu al cineticii de reactie si al mecanismelor de schimb, activitate catalitica in sisteme heterogene. Lista de lucrari considerate reprezentative: 1. C. Ghica, P. Ionita, J. Mat. Sci, 2007, 42, 10058 -10064. 2. P. Ionita, F. Tuna, M. Andruh, T. Constantinescu, A. T. Balaban, Aust. J. Chem. , 2007, 60, 173 -179. 3. P. Ionita, Free Radic. Res. , 2006, 40, 59 -65. 4. V. Chechik, P. Ionita, B. C. Gilbert, A. Caragheorgheopol, H. Caldararu, H. Wellsted, A. Korte, Faraday Discuss. , 2004, 125, 27991. 5. P. Ionita, A. Caragheorgheopol, V. Chechik, and B. C. Gilbert, J. Am Chem. Soc. , 2002, 124, 9048 -9.

CV Patron Luminita In domeniul temei propuse, exista o larga experienta stiintifica si manageriala a d-nei Patron, reprezentata prin numarul mare de lucrari stiintifice publicate (~120), 13 brevete de inventie (5 aplicate), 1 carte, 1 monografie, participare la peste 20 de conferinte nationale si internationale, ca si managementul unor proiecte majore finantate de CNCSIS, Academia Romana, CEEX; de asemenea, conducerea de doctorat este confirmata din anul 1990. Domenii majore de competenta stiintifica: specializare in cromatografie de gaze si in chimia combinatiilor complexe; obtinerea si caracterizarea unor clase importante de combinatii complexe mono- si polinucleare; cercetari in domeniul chimie coordinative si valorificarea practica a unor rezultate obtinute sub forma contractuala; cercetari in domeniul combinatiilor complexe polinucleare precursoare de materiale oxidice; cercetari in domeniul combinatiilor complexe polinucleare precursoare de materiale cu proprietati speciale (oxizi, sulfuri). Asigura conducerea de doctorat si in cazul drd. Culita Daniela, membru in echipa de cercetare a prezentei aplicatii de grant. Colaborari internationale: Universite Paris Sud, Orsay, Franta, Prof. Yves Journaux, Dr. Marie-Laure Boillot; Academia de Stiinte a Republicii Moldova, Institutul de Fizica Aplicata; Institutul de Chimie; Academia Bulgara de Stiinte, Institutul de Patologie Experimentala si Parazitologie. Lista de lucrari reprezentative: 1) Daniela C. Culita, G. Marinescu, L. Patron and N. Stanica, Rev. Roum. Chim. , 2006, 51(6), 503 -508. 2) G. Marinescu, L. Patron, Daniela C. Culita, C. Neagoe, C. I. Lepadatu, I. Balint, L. Bessais and C. Bazil Cizmas, Journal of Nanoparticle Research, 2006, 8(6), 1045 -1052. 3) D. Gingasu, I. Mîndru, L. Patron, O. Carp, D. Matei, C. Neagoe, I. Balint, J. Alloys Compd. , 2006, 425, 357 -361. 4) O. Carp, D. Gingaşu, I. Mîndru, L. Patron, Thermochim. Acta, 2006, 449, 55 -60. 5) Daniela C. Culita, L. Patron, V. S. Teodorescu, I. Balint, Journal of Alloys and Compounds, 2007, 432, 211 -216.

CV Elena Gabriela Ionita A lucrat in perioada 1993 -2002 la Universitatea Pitesti, catedra de Chimie (1993 -1996 preparator, 19961999 asistent universitar, 1999 -2002 lector). Din anul 2002 este cercetator in cadrul Institutului de Chimie Fizica al Academiei Romane. Experienta de laborator in urmatoarele domenii: spectroscopie RES, spectroscopie UV-Vis, spectroscopie IR, voltametrie ciclica, cromatografie pe strat subtire, sinteza organica (marcarea cu spin a unor compusi organici). Domenii de studiu abordate: Relatii cantitative structura activitate (QSAR), complecsi de incluziune ai ciclodextrinelor (mentionand studiul RES privind interactia dintre radicali liberi si ciclodextrine in utilizarea ciclodextrinelor marcate cu spin ca sonde de spin pentru sisteme supramoleculare), studii cinetice privind oxidarea aminoacizilor si proteinelor cu radicali liberi persistenti, monitorizarea prin RES a sintezei unor materiale mezoporoase. Lista de lucrari reprezentative: 1. Gabriela Ionita, Viorica Meltzer, Elena Pincu, Victor Chechik, Org. Biomol. Chem, 2007, 5, 1910. 2. Victor Chechik, Gabriela Ionita, Organic & Biomolecular Chemistry, 2006, 3(17), 3505. 3. Gabriela Ionita, Victor Chechik, Organic & Biomolecular Chemistry, 2005, 3(17), 3096. 4. Agneta Caragheorgheopol, Horia Caldararu, Gabriela Ionita, and Florenta Savonea, Langmuir 2005, 21, 2591 5. Gabriela Ionita, V. Sahini, J. Incl. Phenom. Macrocycl. Chem. , 2004, 50, 183.

CV Gabriela Marinescu Absolventa a Universitatii Bucuresti, Facultatea de Chimie (1996), a unui masterat (1997), si a doctoratului in anul 2003. Un an stagiu post-doctoral in Franta (2005); alte specializari scurte (de cateva luni) in Franta si Spania. 24 de lucrari stiintifice publicate. Director de proiect (2001 -4): Materiale magnetice performante: ferite cu structura spinelica si de granat, Programul Materiale Noi, Micro si Nanotehnologii - MATNANTECH. Domenii de studiu: Termocromism si reactii în stare solidã ale unor compusi coordinativi. Chimia combinatiilor complexe polinucleare. Strategii de sintezã ale combinatiilor complexe homo- si heteropolinucleare (autoasamblarea în sisteme polimetalice). Arhitecturi supramoleculare polimetalice. Sinteza combinatiilor complexe polinucleare precursoare de materiale avansate; Obtinerea si caracterizarea unor nanomateriale. Lista de lucrari reprezentative: 1) G. Marinescu, M. Andruh, M. Julve, F. Lloret, R. Llusar, S. Uriel, J. Vaissermann, Cryst. Growth & Design 2004, 5, 261 -267. 2) L. Patron, O. Carp, I. Mindru, G. Marinescu, N. Stanica, I. Balint, J. Serb. Chem. Soc. , 2005, 70(8), 1049 -1056. 3) Daniela C. Culita, G. Marinescu, L. Patron and N. Stanica, Rev. Roum. Chim. , 2006, 51(6), 503 -508. 4) G. Marinescu, L. Patron, Daniela C. Culita, C. Neagoe, C. I. Lepadatu, I. Balint, L. Bessais and C. Bazil Cizmas, Journal of Nanoparticle Research, 2006, 8(6), 1045 -1052. 5) G. Marinescu, S. Ferlay, N. Kyritsakas, Mir W. Hosseini, Dalton Transction, 2008, in press.

CV Daniela Culita Competente: Sinteza, separarea si caracterizarea compusilor organici; cataliza prin transfer interfazic; sinteza si caracterizare de combinatii complexe cu proprietati dirijate; sinteza si caracterizare de nanoparticule magnetice functionalizate cu potentiale aplicatii biomedicale. Activitatea stiintifica este reprezentata de 13 lucrari publicate, participare la 19 conferinte. În noiembrie 2003, în baza examenului de admitere la doctorat in cadrul Institutului de Chimie-Fizica “Ilie Murgulescu” al Academiei Romane, a fost admisa ca doctorand fara frecventa, cu tema tezei “Combinatii complexe cu proprietati dirijate prin design de ligand si natura ionului metalic”, avand conducator stiintific pe doamna Dr. Luminita Patron. Intre anii 2003 -2005 a parcurs toate etapele aferente activitatii de doctorat (3 examene, 3 referate), concomitent cu activitatea de cercetare teoretica si practica aferenta subiectului desemnat prin titlul tezei de doctorat. Confirmarea scrisa a conducatorului de doctorat, privind disponibilitatea doctorandei in implicarea in acest proiect, este atasata formularului tiparit. Rol in proiect: Obtinerea nanoparticulelor de oxizi ai fierului (magnetita, hematita, ferite) in prezenta unor compusi organici biologic activi, caracterizare; acoperirea acestora cu un strat de silice, caracterizare, studiu proprietati; derivatizarea nanoparticulelor hibride, caracterizare, testare proprietati. Lucrari reprezentative: 1. Daniela C. Culita, L. Patron, V. S. Teodorescu, I. Balint, Journal of Alloys and Compounds, 2007, 432, 211 -216. 2. G. Marinescu, L. Patron, Daniela C. Culita, C. Neagoe, C. I. Lepadatu, I. Balint, L. Bessais and C. B. Cizmas, Journal of Nanoparticle Research, 2006, 8, 1045 -1051. 3. Daniela C. Culita, G. Marinescu, L. Patron and N. Stanica, Rev. Roum. Chim. , 2006, 51(6), 503 -508. 4. Daniela C. Culita, L. Patron, G. Marinescu, T. Constantinescu, R. Alexandrova and G. Rashkova, Rev. Roum. Chim. , 2005, 50(9 -10), 745 -749. 5. J. Stoyloff, R. Alexandrova, Daniela C. Culita, L. Patron and S. Ivanov, Experimental Pathology and Parasitology, 2005, 8/3, 3 -12.

CV Marioara Bem Experienta profesionala: domeniul chimiei supramoleculare (cataliza prin transfer interfazic), sinteze fine de compusi organici (prin mecanismul SNAr si SN 2), proiectarea designului structural molecular pentru proprietati fizico-chimice prestabilite (chimie “combinatorie covalenta si dinamica”), purificari de compusi organici (extractii selective, cromatografie preparativa), caracterizari fizico-chimice (UV-vis, IR, 1 H- si 13 C-RMN, determinarea experimentala a balantei hidrofob/hidrofile prin HPTLC si respectiv calcularea acestei proprietati utilizand contributiile grupelor din molecula si/sau a fragmentelor moleculare). Sapte lucrari publicate, participare la doua conferinte. Doctorand la “Universitatea Politehnica” din Bucuresti, Facultatea de Chimie Industriala, Catedra de Chimie Organica, cu teza “Noi derivati ai nitrobenzofurazanului. Sinteze, proprietati si aplicatii”. Conducatorul stiintific a fost Prof. Dr. Mircea D. Banciu (2001 -2005), conducerea fiind preluata, ca urmare a decesului conducatorului mentionat, de Prof. Dr. Florian Badea. Rol in proiect: Derivatizarea nanoparticulelor hibride cu compusi fluorescenti; caracterizare, studiu proprietati; studiul interactiei acestora cu compusi biologic activi, studiul interactiei cu ciclodextrine, formare-desfacere legaturi de hidrogen; utilizarea nanoparticulelor fluorescente ca markeri, vizualizare. Lucrari reprezentative: 1. M. Bem, F. Badea, C. Draghici, M. T. Caproiu, M. Vasilescu, M. Voicescu, A. Beteringhe, A. Caragheorgheopol, M. Maganu, T. Constantinescu and A. T. Balaban, Arkivoc, 2007, XIII, 87 -104. 2. M. Bem, M. Vasilescu, M. T. Caproiu, C. Draghici, A. Beteringhe, T. Constantinescu, M. D. Banciu, A. T. Balaban, Central European Journal of Chemistry, 2004, 2(4), 672 -685. 3. M. Bem, M. T. Caproiu, M. Vasilescu, M. Tudose, R. Socoteanu, A. Nicolae, T. Constantinescu and M. D. Banciu, Revue Roumaine de Chimie, 2003, 48(9), 709 -715. 4. M. Bem, M. T. Caproiu, D. Stoicescu, T. Constantinescu and A. T. Balaban, Central European Journal of Chemistry, 2003, 3, 260 -276. 5. M. Bem, D. C. Culita, M. T. Caproiu, T. Constantinescu and M. D. Banciu, Revue Roumaine de Chimie, 2003, 48(5), 387 -392.

Rezultate: Nr. Revista An Vol. Pagina Descriere 1 Mat. Sci. (Poland) 2007 25 10111017 Au fost sintetizate nanoparticule de aur, marcate sau nu cu spin (radicali liberi stabili), ce au fost depuse pe celuloza (marcata sau nu cu spin), iar interactia dintre spini studiata. 2 J. Inorg. Organomet. Polym. 2008 18 414 -419 Au fost sintetizate si caracterizate nanoparticule hibride de tip metalanorganic (aur-silice); acestea au fost derivatizate cu radicali liberi stabili (radicalii legati de aur, de silice, sau de aur si silice). 3 Rev. Roum. Chim. 2008 53 439 -445 A fost studiata interactia unor biradicali stabili cu ciclodextrine, pentru a obtine datele preliminare studiului unor procese similare (interactia ciclodextrinelor cu radicali atasati de nanoparticule). 4 J. Mat. Sci. 2008 43 65716574 A fost evidentiat caracterul dual al nanoparticulelor de aur, ca generatoare si captatoare de specii radicalice cu viata scurta. 5 Arkivoc 2008 xiv 158 -165 Au fost sintetizati si caracterizati noi di-, tri- si tetra-radicali stabili; de asemenea, interactia lor cu nanoparticule de aur a fost studiata. 6 Org. & Biomolec. Chem. 2009 7 598 -602 A fost studiata interactia unor ciclodextrine simple sau derivatizate cu radicali liberi cu diverse sonde de spin. S-au folosit si capsule polimerice de ciclodextrina. 7 J. Inorg. Organomet. Polym. 2009 19 228 -233 Nanoparticule hibride de tip aur-silice sau magnetita- silice au fost derivatizate cu diversi compusi organici, iar interactia acestora cu ciclodextrine marcate cu spin a fost evidentiata si studiata. 8