ETAPA 1: Initierea implementarii proiectului. Crearea suportului tehnic si stiintific pentru atingerea obiectivelor proiectului.

Similar documents
Reactoare chimice cu curgere piston (ideala) cu amestecare completa de tip batch (autoclava)

Reactoare chimice cu curgere piston (ideala) (Plug Flow Reactor PFR) cu amestecare completa (Mixed Flow Reactor MFR) de tip batch (autoclava)

Sisteme cu logica fuzzy

O V E R V I E W. This study suggests grouping of numbers that do not divide the number

COMPARATIVE DISCUSSION ABOUT THE DETERMINING METHODS OF THE STRESSES IN PLANE SLABS

Modelling the Steady State Characteristic of ph Neutralization Process: a Neuro-Fuzzy Approach

Teorema Reziduurilor şi Bucuria Integralelor Reale Prezentare de Alexandru Negrescu

SOI prin smart-cut. Caracterizarea TEM-HRTEM a defectelor structuale induse in Si prin hidrogenare in plasma.

1.3. OPERAŢII CU NUMERE NEZECIMALE

GENERATOARE DE SEMNAL DIGITALE

Cristalul cu N atomi = un sistem de N oscilatori de amplitudini mici;

2D AND 3D PROCESSING OF THE INTERDEPENDENCE BETWEEN THE COMFORT MAIN INDICATORS

Habilitation Thesis. Periodic solutions of differential systems: existence, stability and bifurcations

THE INFLUENCE OF SOME CHARACTERISTICS OF RANITIDINE HYDROCHLORIDE ON THE FORMING AND PREPARATION OF THE TABLETS

ON THE QUATERNARY QUADRATIC DIOPHANTINE EQUATIONS (II) NICOLAE BRATU 1 ADINA CRETAN 2

GIDD PENTRU CALCULUL CONSUMULUI DE CA.LOURA AL CONSTRUCTIILOR DOTATE CU ' A SISTEME PASIVE DE INCALZIRE SO LARA INDICATIV GP

STRUCTURAL INTENSITY METHOD APPLIED TO STUDY OF VIBRATIONS DAMPING / METODA INTENSIMETRIEI STUCTURALE APLICATĂ LA STUDIUL AMORTIZĂRII VIBRAŢIILOR

LIGHTNING MVP System

Soluţii juniori., unde 1, 2

A GENERALIZATION OF A CLASSICAL MONTE CARLO ALGORITHM TO ESTIMATE π

SYNTHESIS AND CHARACTERISATION OF SILVER NANOPARTICLES IN THE PRESENCE OF PVA AND TANNIC ACID

UNITATEA DE ÎNVĂȚARE 3 Analiza algoritmilor

REGARDING THE OPTICAL TRAPPING FORCES ON MICROPARTICLES

ASPECTS REGARDING NUMERICAL MODELING OF INDUCTIVE HEATING PROCESS FOR LOW VOLTAGE ELECTRICAL CABLES

VINDECAREA BOLILOR INCURABILE PRIN METODE NATURALE BY MIKHAIL TOMBAK

PRELUCRARI PE IMAGINI BINARE (ALB/NEGRU)

STUDIU PRIVIND VARIABILITATEA PROPRIETĂŢILOR CHIMICE ALE SOLULUI ÎN ROMÂNIA STUDY ON VARIABILITY OF SOIL CHEMICAL PROPERTIES IN ROMANIA

EMULSION LIQUID MEMBRANES STABILITY

CURRICULUM VITAE SERGIU SIMA STUDII ȘI DIPLOME

FINITE ELEMENT ANALYSIS OF FRICTIONAL CONTACTS

IRON OXIDE NANOPARTICLES FOR BIOMEDICAL APPLICATIONS

Utilizarea limbajului SQL pentru cereri OLAP. Mihaela Muntean 2015

ATTENUATION OF THE ACOUSTIC SCREENS IN CLOSED SPACES

THE METROLOGY OF OPTICAL FIBRE LOSSES

STRUCTURAL PARASITIC CAPACITANCE REDUCTION TECHNIQUES IN PLANAR MAGNETIC INTEGRATED STRUCTURES

STRUCTURE AND MAGNETIC PROPERTIES OF SiO 2 COATED Fe 2 NANOPARTICLES SYNTHESIZED BY CHEMICAL VAPOR CONDENSATION PROCESS

TRANSPORTUL RADONULUI PRIN MATERIALELE DE

Raport stiintific. privind implementarea proiectului in perioada ianuarie decembrie 2014

HABILITATION THESIS TEZĂ DE ABILITARE

Programarea Dinamica. (si alte chestii adiacente) Andrei Olariu

INFLUENCE OF STRUCTURE COMPONENTS ON MACHINE TOOL ACCURACY

Analele Universităţii Constantin Brâncuşi din Târgu Jiu, Seria Inginerie, Nr. 3/2011

FORMULELE LUI STIRLING, WALLIS, GAUSS ŞI APLICAŢII

Cautand originea masei (Cautand bosonul Higgs) Adrian Buzatu. Departmentul de Fizica & Astronomie Universitatea din Glagsow, Regatul Unit

RAPORT DE ACTIVITATE AL FAZEI

Gradul de comutativitate al grupurilor finite 1

Divizibilitate în mulțimea numerelor naturale/întregi

METODOLOGIE PRIVIND PROGRAMUL DE URMARIRE I in TIMP A COMPORTARII CONSTRUCTIILOR DIN PUNCT DE VEDERE AL CERINTELOR FUNCTIONALE

IDENTIFICATION AND OPTIMAL CONTROL OF BLOWING SYSTEM

Pentru clasa a X-a Ştiinţele naturii-sem II

Ecuatii si inecuatii de gradul al doilea si reductibile la gradul al doilea. Ecuatii de gradul al doilea

RJBS. Masurari experimentale de timp de reverberatie intr-o sala de conferinte. Romanian Journal of Building Services Revista Românǎ de Instalații

THE BEHAVIOUR OF ELASTOMERIC BEARINGS UNDER LOAD COMBINATIONS

Inteligenta Artificiala

COMPARATIVE STUDY ON DETERMINING THE INTERNAL FRICTION ANGLE FOR SAND

FINDING THE TRACES OF A GIVEN PLANE: ANALYTICALLY AND THROUGH GRAPHICAL CONSTRUCTIONS

Ordin. pentru aprobarea structurii informaţiilor înscrise pe cardul naţional de asigurări sociale de sănătate

Materiale organice si hibride conductoare, nanostructurate, pentru aplicatii multifunctionale

LIVIU MIHAIL GIURGIU

STRUCTURAL CHARACTERIZATION OF CHITOSAN COATED SILICON NANOPARTICLES A FT-IR APPROACH

STRESS AND STRAIN ANALYSIS IN CONTINUUM MECHANICS WITH APPLICABILITY IN SOIL MECHANICS

PALLADIUM NANOPARTICLES SYNTHESIS WITH CONTROLLED MORPHOLOGY OBTAINED BY POLYOL METHOD

Rezolvarea ecuaţiilor şi sistemelor de ecuaţii diferenţiale ordinare (II)

ANOVA IN THE EDUCATIONAL PROCESS

EURO3. Without EGR. NOx reduction. particulate filter. Trade-off. Euro V (2008) denox system B US2007 US

INDAPAMIDE SLOW RELEASE TABLET PREFORMULATION: INTERACTIONS WITH EXCIPIENTS ANALYSIS

Acta Technica Napocensis: Civil Engineering & Architecture Vol. 54 No.1 (2011)

TECHNIQUES TO REDUCE THE PARASITIC CAPACITANCE OF THE MULTILAYER SPIRAL INDUCTORS

1. Introduction. 54 Revista Română de Materiale / Romanian Journal of Materials 2014, 44 (1), 54-59

Nonlinear Vibrations of Elastic Beams

Legi de distribuţie (principalele distribuţii de probabilitate) Tudor Drugan

ON THE ANALYSIS OF RECURRENCE CHARACTERISTICS OF VARIABLE ACTIONS

ELECTRONIC TECHNIQUES IN TIMING MEASUREMENTS FOR NUCLEAR STRUCTURE

Applied Surfactants: Principles and Applications

EVALUATION OF THE DEBYE LENGTH FOR A NEMATIC LIQUID CRYSTAL ALIGNED WITH CONDUCTIVE POLYMERS

SYNCHRONIZATION AND CONTROL IN THE DYNAMICS OF DOUBLE LAYER CHARGE STRUCTURES. AUTONOMOUS STOCHASTIC RESONANCE

FISA DE VERIFICARE A INDEPLINIRII STANDARDELOR MINIMALE NECESARE ŞI OBLIGATORII PENTRU GRADUL DE CONFERENŢIAR UNIVERSITAR DOMENIUL MATEMATICĂ

Dynamic Response of Beams on Elastic Foundation with Axial Load

Liste. Stive. Cozi SD 2017/2018

COMPARATIVE ANALYSIS OF THE BENDING THEORIES FOR ISOTROPIC PLATES. CASE STUDY

AN APPROACH TO THE NONLINEAR LOCAL PROBLEMS IN MECHANICAL STRUCTURES

Sisteme cu logica fuzzy cu mai multe intrari (MISO)

SURFACE RESISTIVITY MEASUREMENTS OF ELECTROSTATIC DISCHARGE PROTECTIVE MATERIALS FOR DIFFERENT RELATIVE HUMIDITY LEVELS

Curs 5 ELEMENTE STRUCTURALE SOLICITATE LA RASUCIRE

ON THE ASYMPTOTIC BEHAVIOR OF DYNAMICAL SYSTEMS AND APPLICATIONS

PERFORMANCE EVALUATION OF BRIDGES IN IAŞI SEISMIC AREA

Despre AGC cuasigrupuri V. Izbaș

UNDERWATER LIBS INVESTIGATIONS SETUP FOR METALS IDENTIFICATION

A PHENOMENOLOGICAL UNIVERSALITIES APPROACH TO THE ANALYSIS OF PERINATAL GROWTH DATA

Seminars in Nanosystems - I

THERMAL CONDUCTIVITY MEASUREMENT OF CONSTRUCTION MATERIALS USING THE THERMAL PROBE METHOD

Supporting Information

ANTIBIOTIC COATED MAGNETITE NANOPARTICLES FOR BIOLOGICAL APPLICATIONS

Conf.dr.ing. Cătălin ZAHARIA, UPB, Departament Bioresurse si Stiinta Polimerilor. UPB, Local Polizu, Corp D, Sala D018, Corp A, Sala A218

Pharmacy, Analytical Chemistry Department, 4 Pasteur St, Cluj-Napoca, Romania,

Teoreme de compresie-extensie de tip Krasnoselskii şi aplicaţii (Rezumatul tezei de doctorat)

Procedeu de demonstrare a unor inegalităţi bazat pe inegalitatea lui Schur

Transmission Electron Microscopy

MODELING THE BEHAVIOR AT LAUNCHING FOR A SATELLITE S SUBASSEMBLY

ELABORATION AND VALIDATION OF AN HPLC METHOD FOR THE QUANTITATIVE ASSAY OF 5-FLUOROURACIL

Transcription:

RAPORTARE STIINTIFICA RST - Raport stiintific si tehnic in extenso ETAPA 1: Initierea implementarii proiectului. Crearea suportului tehnic si stiintific pentru atingerea obiectivelor proiectului. Perioada de raportare: 1.07.2014-20.12.2014 Participanti Coordonator (CO)- SCUB Partener P1-UPB Partener P2 - INCDFM Obiectivele fazei de executie: Act. 1.1: Documentarea membrilor echipei, in scopul de a defini performantele biofluidelor pe baza de maghemita. Act. 1.2: Documentarea privind metodele de caracterizare ale biofluidelor pe baza de maghemita. Act. 1.3: Documentarea privind principalele caracteristici ale biofluidelor pe baza de maghemita si identificarea tehnicilor de caracterizare aferente. Act. 1.4: Vizite de lucru si stagii de perfectionare in laboratoarele colaboratorilor straini pentru buna desfasurare a proiectului. Act. 1.4: Realizarea site-ului web al proiectului Act. 1.6: Raport de cercetare Act. 1.7: Sinteze preliminare ale nanoparticulelor magnetice. Teste histopatologice preliminare privind comportamentul nanoparticulelor magnetice in vivo. Rezumat: In cadrul acestei etape s-au realizat studii privind performantele biofluidelor pe baza de maghemita. Studii privind cele mai eficiente tehnici de caracterizare si metode de sinteze au fost, de asemenea, realizate. In faza preliminara, nanoparticulele de magehemita in solutie au fost obtinute prin metoda co-precipitarii. Atat nanoparticulele de maghemita obtinute in acest stadiu preparativ cat si biofluidul rezultat au fost caracterizate din punct de vedere morfologic si structural prin microscopie electronica de transmisie (MET). Studii complementare de difuzia dinamica a luminii (DLS) au fost, de asemenea, realizate. Mai mult, toxicitatea nanoparticulelor de oxid de fier injectate intraperitoneal, a fost testata prin investigatii histologice ale diferitelor tesuturi prelevate de la sobolanii masculi

Brown Norway. Comportamentul sobolanilor, cat si aspectul histopatologic al tesuturilor prelevate la 48 de ore dupa injectarea intraperitoneala nu au prezentat nici o modificare. La concentratiile testate, nanoparticulele nu au prezentat citotoxicitate asupra tesuturilor analizate. Descrierea Stiintifica si Tehnica I. Caracteristici ale biofluidelor pe baza de maghemita si identificarea tehnicilor de caracterizare Materialele grupate sub numele de "nanomateriale" sunt materialele la scara nanometrica a caror dimensiune este de asteptat sa fie mai mica de 100 nm. Aceste materiale la scara nanometrica au cunoscut o dezvoltare permanenta in ultimii ani iar interesul pentru acest tip de material devine tot mai mare [1-2]. Ca urmare, studii privind toxicitatea lor atat pentru oameni cat si pentru ecosistem sunt necesare pentru a clarifica gradul de toxicitate in cazul expunerii la acest nou tip de materiale. Se stie ca, de-a lungul timpului particulele mici ultrafine rezultate in urma incendiilor, eruptiilor vulcanice, gazelor de esapament ale vehiculelor au fost capabile de a produce daune umane [3-4]. Pe de alta parte, ar trebui sa se faca diferenta intre nanoparticulele rezultate in urma unor procese generate indirect si materialele la scara nanometrica sintetizate in laborator [5-6] cu scopul de a dezolta noi tehnologii in domeniile de varf cum ar fi medicina si farmacia. Aplicatiile nanomaterialelor magnetice (maghemita) au un spectru larg de utilizare in domeniul medical si farmaceutic. Nanoparticulele de maghemita in solutie ar putea fi utilizate ca biomarkeri antimicrobieni pentru cercetare si diagnostic, procese de separare biomagnetice, vectori de livrare de medicamente, medii de contrast pentru imagistica prin rezonanta magnetica [7-9]. Pe de alta parte, nanoparticulele de maghemita sub forma fluida ar putea fi utile pentru a imbunatatii medicamentele actuale, in obtinerea unor suprafete biocompatibile pentru implanturi si vaccinuri. Nanoparticulele magnetice ar putea fi folosite in realizarea de mijloace de diagnostic care sa conduca la diagnosticarea precoce a unor maladii. Se stie ca, in realizarea de echipamente de ultima generatie utilizate in interventii chirurgicale, in ingineria genetica, in constructia de dispozitive si sisteme ultraprecise de analiza si pozitionare, de

detectare biologica a agentilor patogeni sunt folosite cu succes particule la scara nanometica [10-11]. Dupa cum se poate intui, fluidele sunt solutii coloidale de nanoparticule feromagnetice sau ferimagnetice avand dimensiuni de ordinul zecilor de nanometri intr-un solvent sau apa. Aceste lichide devin magnetice atunci cand este aplicat un camp magnetic exterior dar isi mentin stabilitatea coloidala. O consecinta a acestei proprietati este aceea ca aceste solutii apoase sunt atrase de magneti sau electromagneti in acelasi fel in care este atrasa o bucata de fier. Aceste ferofluide au in componenta lor nanoparticule de magnetita (Fe3O4) sau magnemita (γ-fe2o3). Atat magnetita (Fe3O4) cat maghemita (γ-fe2o3) sunt oxizi magnetici de tip ferita (MFe2O4 unde M este un cation bivalent M = Ni II, CO II, Zn II, Ba II...). Magnetita (Fe3O4) si maghemita (γ-fe2o3) reprezinta cea mai mare parte a particulelor utilizate ca ferofluid. Pe de alta parte, particulele de tip metalic (un metal in stare de oxidare zero) cum ar fi nichel, cobalt, fier, etc. ar putea fi folosite ca fluide magnetice. Particulele de tip metal au avantajul de-a avea magnetizare mai mare dar si dezavantajul enorm ca se oxideaza rapid ceea ce determina reducerea drastica sau chiar pierderea magnetizarii. Aceste nanoparticule pot fi solubilizate in doua tipuri de lichide. Solventii organici (alifatic, diester carboxilix, ulei siliconic,...), spre exemplu, sunt utilizati atunci cand fluidele magnetice rezultate sunt utilizate in aplicatii comerciale intrucat au o mare stabilitate termica la temperaturi ridicate. Pentru aplicatiile medicale sunt utilizati solventii polari (apa, alcooli). Asupra ferofluidelor se pot efectua diferite tipuri de modificari chimice in functie de aplicatiile dorite [12]. Astfel, la suprafata nanoparticulelor de oxid de fier pot fi grefate diferite molecule sau polimeri pentru a imbunatatii stabilitatea coloidala. Moleculele sau polimerii grefati la suprafata le poate conferii nanoparticulelor magnetice proprietati biocompatibile, proprietati de adsorptie sau activitate biologica particlulara [13]. Mai mult, prin depunerea la suprafa a unui strat de siliciu sau a unui alt tip de polimer se formeaza particule tip core-shell care ar putea imbunatatii atat stabilitatea chimica cat si proprietatile magnetice ale nanoparticulelor de oxid de fier initiale [14]. Asadar, este posibil sa se incapsuleze nanoparticule intr-o matrice organica, anorganica sau hibrid, care poate fi un polimer organic, un biopolimer sau un gel de silice. Prin urmare, putem spune ca materialele nanocompozite magnetice pot fi obtinute sub diferite forme cum ar fi, bile, microsfere, filme sau monoliti [15]. In domeniul cercetarii medicale si biologice ferofluidele sunt folosite pentru a selecta grupurile biologice. Astfel, in detectarea tuberculozei ferofluidele se fixaza pe celulele

bolnave ceea ce permite detectarea acestora si izolarea lor prin centrifugare sau aplicarea unui camp magnetic [16]. In RMI ferofluidele sunt utilizate ca agent de contrast modificand timpul de relaxare [17]. O alta aplicare recenta consta in utilizarea ferofluidelor magnetice in oncologie prin hipertemie magnetica. In acest caz nanoparticulele magnetice in solutie sunt injectate in tesutul canceros dupa care tesutul este supus unui camp magnetic alternativ putand determina o crestere a temperaturii tumorii [18-19]. In cazurile de anevrism arterial, o cantitate mica de fluid magnetic este folosit pentru consolidarea peretilor arteriali slabiti prin fixarea nanoparticulelor magnetice pe acesti pereti ai arterei cu ajutorul unui camp magnetic. Recent oamenii de stiinta de la Universitatea Stanford s-au axat pe studierea posibilitatii de a folosi ferofluidele in crearea de inimi artificiale [20]. In cadrul acestui proiect se va urmari punerea in evidenta a utilitatii biofluidelor de maghemita la scara nanometrica pentru livrarea unor medicamente adaptate unui anumit tip de organ. Proiectul se incrie in dezvoltarea de noi tehnologii pentru tratamentul cancerului. Funtionalizarea ferofluidelor magnetice se va face in functie de organul ce urmeaza a fi supus acestei noi terapii [21]. Medicamentele vor fi usor directionate spre organul bolnav prin intermediul nanoparticulelor magnetice functionalizate. Speram ca rezultatul unei astfel de tehnici de terapie sa conduca la moartea celulelor tumorale printr-un mecanism provocat de nanoparticulele magnetice asupra carora s-a aplica o sursa de energie externa. Nanoparticulele de maghemita folosite in acest proiect sub forma de fluide magnetice vor fi sintetizate prin metoda coprecipitarii. Această metoda consta in amestecarea ionilor ferici si ferosi intr-un raport de 1: 2 molar in solutii puternic bazice, la temperatura camerei sau la temperatură ridicata. Dimensiunea si forma nanoparticulelor de oxid de fier depinde de tipul de sare folosita (cum ar fi cloruri, sulfati, nitrati, perclorati, etc.), raportul dintre ionii ferici si ferosi, temperatura de reactie, valoarea ph-ului, taria ionica, precum si alti parametri de reactie (de exemplu, viteza de agitare). Obtinerea nanoparticulelor de maghemita prin coprecipitare a fost raporatata recent [22]. Sinteza prin copecipitare, studii morfologice si structurale cat si sudii biologice au fost raporatate in literatura de specialitate [22-23]. Dupa cum se stie nanoparticulele de magnetita (Fe3O4) nu sunt foarte stabile in conditii ambiante si sunt usor de oxidat transformansdu-se in maghemita (γ-fe2o3). Pentru a evita oxidarea în aer, sinteza Fe3O4 trebuie să se facă in conditii anaerobe. Sinteza maghemitei se realizeaza prin oxidarea magnetiteti printr-un tratament la temperatura ambianta. Mghemita rezultata este stabila chimic atat in mediul alcalin cat si in cel acid. Ferofluidele utilizate in cadrul acestui proiect vor fi caracterizate prin analiza chimica si spectrometrie de absorptie atomica (ceea ce permite dozarea fierului si determinarea

concentratiei de fier din nanoparticule), prin difractie de raze X (permite determinarea naturii fazei cristaline ce constituie nanoparticulele dar si determinarea diametrului mediu al acestora), SQUID (permite studiul proprietatilor magnetice, determinarea diamentrului mediu cat si polidispersitatea nanoparticulelor), potential Zeta (natura suprafetei nanoparticulelor), difuzia dinamica a luminii (DLS) (determinarea diametrului dinamic al nanoparticulelor cat si polidispersitatea acestora) si microscopie electronica in transmisie MET) (accesul direct la o imagine a nanoparticulelor, determinarea formei nanoparticulei, structurii, diametrului mediu si a dispersiei). Microscopul electronic in transmisie a fost inventat si construit de catre Max Knoll si Ernst Ruska în Germania în 1932 [24].La acel moment (1932), fusese deja realizat un microscop care folosea undele luminoase pentru a observa imaginea obiectelor iar pentru comunitatea stiintifica era necesar un microscop cu o rezolutie mult mai mare pentru o buna desfasurare a cercatarilor. A fost nevoie de doar aproximativ patru ani inainte ca primul aparat TEM comercial sa apara pe piata in anul 1936. Puterea de rezolutie a unui instrument optic este data de capacitatea sa de a separa două obiecte care sunt foarte apropiate unul de altul. Rezolutia microscopului traditional depinde de lungimea de undă a tipului razei de lumina utilizate conform principiului clasic al lui Rayleigh [25-26]. = 0.61 / sin unde: δ este distanta dintre două obiecte λ este lungimea de undă a fasciculului de lumina μ este indicele de refractie al mediului (de obicei aer, apa sau ulei) β este jumătate din deschiderea unghiulara a lentilei Tinand cont de faptul ca indicele de refractie al anumitor medii si deschiderea unghiulara a lentile microscopului nu se schimba in timpul unui experiment, rezolutia maxima a unui microscop este determinata in principal de lungimea de unda in sensul ca rezolutia creste cu scaderea lungimii de unda a luminii. Astfel, dupa cum corect a aratat Ernst Abbe [27-29] în 1870, in conformitate cu relatia de mai sus, cea mai mare rezolutie teoretica posibila pe care o poate avea un microscop optic este de aproximativ 0,2 mm [30-31]. In cazul microscopului electronic in transmisie, fasciculul de electroni este accelerat intr-un mediu cu indice de refracție egal cu 1 (vid), permitand observarea imaginii obiectului. Deschiderea unghiulara este atat de mica incat valoarea lui sinβ poate fi aproximata ca fiind egala cu marimea unghiului β. Cu aceste două ipoteze valabile pentru TEM, in acord cu Willams si Carter [32] rezolutia poate fi aproximata cu:

= 0.61 / Lungimea de unda a unui fascicul de electroni este invers proportionala cu viteza cauzata de diferenta de potential aplicata. În 1925 Louis-Victor-Pierre-Raymond, duc De Broglie a aratat ca relatia: λ = 1.22/E 1/2 poate fi folosita pentru a calcula lungimea de unda a fasciculului de electroni accelerati intrun anumit camp electric. In relatia lui De Broglie, λ este lungimea de unda a luminii, iar E este intensitatea campului. Tanand cont de valoarea λ din relatia lui De Broglie se poate calcula rezolutia teoretica MET. Repezentarea schematica a microscopului electronic in transmisie (MET) este prezentata mai jos. Figura 1: Reprezentarea schematica a microscopului electronic in transmisie (Archives, Grande Encyclopédie Larouse, Éd. 1971-1976, page 8957) Difuzia dinamica a luminii (DLS), cunoscuta si ca imprastierea dinamica a luminii (DLS) ori sub numele de spectroscopie prin corelare de fotoni (PCS) este una dintre tehnicile cele mai utilizate pentru determinarea dimensiunii nanoparticulelor in mediu lichid [33].

Figura 2: Reprezentarea schematica a difuziei dinamice a luminii (ipotetica) pentru doua probe: particule mai mari (sus) si particule mai mici (jos). Aceasta tehnica consta in propagarea unui fascicul de lumina intr-o solutie cu particule sferice in miscare browniana. Atunci cand lumina intra in contact cu particula in miscare se produce un Efect Doppler ceea ce conduce la modificarea lungimii de unda a luminii incidente. Modificarea lungimii de unde depinde de dimensiunea particulei. Astfel, masurand coeficientul de difuzie al particulei si folosind functia de auto-corelare este posibila calcularea dimensiunii particulei cat si descrierea miscarii acesteia in mediu lichid. Potențialul Zeta este un bun indicator al interacțiunilor dintre particule si, prin urmare, un bun indicator al stabilitatii coloizilor, cum ar fi emulsiile (conform teoriei DLVO dezvoltate de Derjaguin, Verwey, Overbeek și Landau în 1940). Figura 3: Potentialul zeta este diferenta dintre sarcina la marginea stratului Stern și cea mai mare parte a lichidului de suspensie (Wu Chen, www.afssociety.org). Conform teoriei DLVO stabilitatea particulelor in suspensie depinde de un potential de interactiune total. Masurarea potentialului Zeta face posibila predictia comportamentului emulsiilor si suspensiilor (stabilitate, omogenitate, agregare...) și, astfel, rezolva unele probleme de formulare. Principala sursa de informatie privind structura cristalina a materialului este difractia de raze X. Metoda Debye Scherrer (Figura 4) este metoda cea mai utilizata in studiile de difractie de raze X (DRX). Pentru determinarea structurii materialului prin metoda Debye Scherrer se foloseste o cantitate mica de pulbere care este depusa intr-o port-proba. Port-proba

este situata in centrul camerei de difractie. Pe filmul fotografic care este fixat pe peretele lateral al camerei de difractie este inregistrata figura de interferenta. Intersectia conurilor de difractie cu filmul duce la aparitia unor cercuri concentrice corespunzătoare diferitelor distante interplanare. Figura 4: Reprezentarea schematica a metodei Debye Scherrer ( dublul unghiului Bragg (2 )). Biocampatibilitatea nanoparticulelor de oxid de fier a fost investigata cu ajutorul testelor histopatologice. Pentru analiza toxicitatii oxidului de fier, in vivo, sobolanii (n = 4 per grup) au fost tratati cu ser fiziologic si oxid de fier prin injectare intraperitoneala. Pentru examenele histopatologice, organe selectate (ficat, rinichi, plaman și splina) au fost fixate in formol 10%. Tesuturile au fost puse în blocuri de parafina si colorate cu hematoxilina și eozina. Modificarile morfologice au fost observate prin examinare la microscop [34]. Sobolanii masculi Brown Norway (cu o greutate ~ 300 ± 10 g) au fost achizitionati de la Institutul National de Cercetare-Dezvoltare pentru Microbiologie și Imunologie "Cantacuzino", Bucuresti. Sobolanii au fost tinuti într-un mediu controlat de temperatura (22 ± 2 C), lumina (12 h lumina/intuneric) si umiditate (60 ± 10%). Animalele au fost mentinute in conditii specifice fara agenti patogeni, in conformitate cu NIH Ghidul pentru ingrijirea si utilizarea animalelor de laborator. II. Rezultate preliminare Nanoparticulele de maghemita au fost obtinute prin coprecipitare [35-38], prin oxidarea magnetitei. Magnetita coloidala se formeaza direct in mediu alcalin prin coprecipitarea ionilor Fe 2+ si Fe 3+. Clorura feroasa (FeCl2 4H2O), 2M HCl si clorura ferica (FeCl3 6H2O), s-au amestecat la 100 0 C (Fe 2 + /Fe 3+ =½). Amestecul a fost precipitat in 200 ml de solutie de NaOH (2 mol L -1 si 2 mol L -1 ) sub agitare puternica timp de aproximativ 30 min. Precipitatul de magnetita a fost transformat in γ-fe2o3 prin tratament repetat cu solutii de

HNO3 (2 mol L -1 ) si FeNO3 (0,3 mol L -1 ) [39]. Precipitatul acid se izoleaza prin decantare pe un magnet. Particulele sunt separate prin centrifugare (6000 rpm), apoi sunt spalate in acetona si dispersate in apa deionizata la ph=2,5. Concentratia finala de ioni a fost 0,38 mol L -1. Intrucat rezultatele privind caracterizarea fizico-chimica si biologica a materialelor fac obiectul unui articol ce urmeaza a fi trimis spre publicare, aceste rezultate nu pot fi facute publice.aceste rezulate se gasesc pe platforma UEFISCDI. III.Concluzii In cadrul acestei prime etape de cercetare a proiectului au fost realizate studii documentare in scopul definirii performantele biofluidelor pe baza de maghemita. O ampla documentare privind cele mai eficiente metode de caracterizare ale biofluidelor pe baza de maghemita a fost, de asemenea, realizata. Sinteza preliminara a nanoparticulelor magnetice a fost realizata prin coprecipitare. Mai mult, s-a reusit a se realiza fluide magnetice pe baza de maghemita cu o buna distributie de dimensiune (dupa cum se poate din analiza DLS). Studiile structurale prin difractie de raze X au pus in evidenta formare maghemitei la scara nanometrica bine cristalizata. Teste histopatologice preliminare privind comportamentul nanoparticulelor magnetice in vivo au aratat ca tesuturile organelor analizate (ficat, rinichi, plăman si splina) nu au prezentat modificari in raport cu etalonul. Rezultatele cercetarilor preliminare prezentate demonstreaza ca nanoparticule de γ-fe2o3 vor putea fi folosite in studiile ce fac obiectul proiectului nostru. Un alt obiectiv atins a fost acela de a realiza si actualiza site-ul web al proiectului: http://www.scub.ro/index.php?p=33 Pentru o caracterizare complexa a materialelor sintetizate in cadrul acestei etape, s-au realizat studii comlementare preliminare de difuzia dinamica a luminii (DLS) in cadul stagiului de cercetare realizat in laboratoarele colaboratorilor europeni. Rezultatele obtinute in cadrul stagiului de lucru vor fi valorificate prin publicarea unui articol intr-un jurnal cotat ISI impreuna cu colaboratorii straini. Gradul de realizare al obiectivelor fazei 2014 Se apreciaza ca au fost indeplinite in totalitate obiectivele fazei (Etapa 1) din 2014 Referinte

[1]. S. Laurent, D. Forge, M.P. Roch, C. Robic, L Vander Elst, R.N. Muller, Magnetic iron oxide nanoparticles:synthesis, stabilization, vectorization, physicochemical characterizations and biological applications, Chemical Reviews, 2008, 108(6):2064 2110. [2]. S. Mornet, S. Vasseur, F. Grasset, E. Duguet, Magnetic nanoparticle design for medical diagnosis and therapy, Journal of Materials Chemistry, 2004, 14(14):2161-2175. [3]. Y. Baratli, A. L. Charles, V. Wolff, L.B. Tahar, L. Smiri, J. Bouitbir, J. Zoll, F. Piquard, O. Tebourbi, M. Sakly, H. Abdelelek, B. Geny, Impact of iron oxide nanoparticles on brain, heart, lung, liver and kidneys mitochondrial respiratory chain complexes activities and coupling, Toxicology in Vitro, 2013, 27(8):2142 2148. [4]. A. J. Ferreira, J. Cemlyn-Jones, C. Robalo Cordeiro, Nanoparticles, nanotechnology and pulmonary nanotoxicology, Revista Portuguesa de Pneumologia, 2012, 19(1):28 37. [5]. R. Massart, J. Roger, V. Cabuil, New trends in chemistry of magnetic colloids: polar and non polar magnetic fluids, emulsions, capsules and vesicles, Brazilian Journal of Physics, 1995, 25(2):135 141. [6]. D. Predoi, C. Valsangiacom, Thermal studies of magnetic spinel iron oxide in solution, Journal of Optoelectronics and Advanced Materials, 2007, 9(6):1797-1799. [7]. S. Laurent, S. Dutz,U.O.H afeli, M.Mahmoudi, Magnetic fluid hyperthermia: focus on superparamagnetic iron oxidenanoparticles, Advances in Colloid and Interface Science, 2011, 166(1-2):8 23. [8]. C. H. Cunningham, T. Arai, P. C. Yang, M. V. McConnell, J. M. Pauly, S.M. Conolly, Positive contrast magnetic resonanceimaging of cells labeled withmagnetic nanoparticles, Magnetic Resonance in Medicine, 2005, 53(5):999 1005. [9]. S.A. Anderson, R.K. Rader, W.F. Westlin, C. Null, D. Jackson, G.M. Lanza, S.A. Wickline, J.J. Kotyk, Magnetic resonance contrast enhancement of neovasculature withalpha(v)beta(3)-targeted nanoparticles, Magnetic Resonance in Medicine, 2000, 44(3):433 439. [10]. M. Mahmoudi, S. Sant, B.Wang, S. Laurent, T. Sen, Superparamagnetic iron oxide nanoparticles (SPIONs): development, surface modification and applications in chemotherapy, Advanced Drug Delivery Reviews, 2011, 63(1-2):24 46. [11]. M. Brähler, R. Georgieva, N. Buske, A. Müller, S. Müller, J. Pinkernelle, U. Teichgräber, A. Voigt, H. Bäumler, Magnetite-loaded carrier erythrocytes as contrast agents for magnetic resonance imaging, Nano Letters, 2006, 6(11 ):2505-2509. [12]. D. Zins, V. Cabuil, R. Massart, New aqueous magnetic fluids, Journal of Molecular Liquids, 1999, 83(1 3):217 232.

[13]. M.F. Casula, P. Floris, C. Innocenti, A. Lascialfari, M. Marinone, M. Corti, R. A. Sperling, W. J. Parak, C. Sangregorio, Magnetic resonance imaging contrast agents based on iron oxide superparamagnetic ferrofluids, Chemistry of Materials, 2010, 22(5):1739 1748. [14]. D. Predoi, A study on iron oxide nanoparticles coated with dextrin obtained by coprecipitation, Digest Journal of Nanomaterials and Biostructures, 2007, 2(1):169 173. [15]. S. Mornet, F. Grasset, J. Portier, E. Duguet, Maghemite@ silica nanoparticles for biological applications, European Cells and Materials, 2002, 3S2:110. [16]. M. Brähler, R. Georgieva, N. Buske, A. Müller, S. Müller, J. Pinkernelle, U. Teichgräber, A. Voigt, H. Bäumler, Magnetite-loaded carrier erythrocytes as contrast agents for magnetic resonance imaging, Nano Letters,.2006, 6(11):2505 2509. [17]. J.-C. Bacri, R. Perzynski, D. Salin, V. Cabuil et R. Massart, Ionic ferrofluids: A crossing of chemistry and physics, Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 1990, 85:27 32. [18]. C. Bartolozzi, R. Lencioni, F. Donati, D. Cioni, Abdominal MR: liver and pancreas, European Radiology, 1999, 9(8):1496-1512. [19].J. Menga, J. Fana, G. Galianab, R.T. Brancac, P.L. Clasend, S. Mad, J. Zhoua, C. Leuschnere,, C.S.S.R. Kumarf, J. Hormesf, T. Otitig, A.C. Beyeh, M.P. Harmerd, C.J. Kielyd, W. Warrenc,, M.P. Haatajaa, W.O. Soboyejoa, LHRH-functionalized superparamagneticiron oxide nanoparticles for breast cancer targetingand contrast enhancement in MRI, Materials Science and Engineering C, 2009, 29(4):1467 1479. [20]. R. FREE, Popular Science, février 1972, 200(2): 97-98. [21]. M. Mahmoudi, H. Hosseinkhani, M. Hosseinkhani, S Boutry, A. Simchi, W.S. Journeay, K. Subramani, S. Laurent, Magnetic resonance imaging tracking of stemcells in vivo using iron oxide nanoparticles as a tool for the advancement of clinical regenerative medicine, Chemical Reviews, 2011, 111(2): 253 280. [22]. A.M. Prodan, S. L. Iconaru, C.S. Ciobanu, M. C. Chifiriuc, M. Stoicea, D. Predoi, Iron Oxide Magnetic Nanoparticles: Characterization and Toxicity Evaluation by In Vitro and In Vivo Assays, Journal of Nanomaterials, 2013, Article ID 587021. [23]. C.L. Popa, E. Andronescu, M. Stoicea, P. Le Coustumer, S. Galaup, M. Beuran, F. M. Iordache, A. Telcian, C. Bleotu, A. M. Prodan, Fabrication, Characterization, Toxicity and Biocompatibility Evaluation of Iron Oxide Nanoparticles, Digest Journal of Nanomaterials and Biostructures, 2014, 9(1):19-25. [24]. M. Knoll, E. Ruska, Electron Microscope, Zeitschrift für Physik, 1932, 78:318-339.

[25]. S. Inoue, K.R. Spring, Video Microscopy the fundamentals, New york, Plenium press, 1997. [26]. H.G. Kapitza, Microscopy From The Very Beginning, Oberkochen, Germany, Carl Zeiss, 1994. [27]. A. Ernst, "Über einen neuen Beleuchtungsapparat am Mikroskop", Archiv für mikroskopische Anatomie, 1873, 9:469-480. [28]. A. Ernst, "Beiträge zur Theorie des Mikroskops und der mikroskopischen Wahrnehmung", Archiv für Mikroskopische Anatomie, 1873, 9(1):413 468. [29]. A. Ernst, "A Contribution to the Theory of the Microscope and the Nature of Microscopic Vision". Proceedings of the Bristol Naturalists' Society 1: 200 261, 1874. [30]. J.A. O'Keefe, Resolving Power of Visible Light, Journal of the Optical Society of America, 1956, 46:359-359. [31]. M. Born, E. Wolf, Principles of optics, Oxford UK, Pergamon, 1999. [32]. D.B. Williams, C.B. Carter, Transmission electron microscopy- a text book for material science, New York, USA. Plenum Press, 1996. [33]. B.J. Berne, R. Pecora, Dynamic Light Scattering, New York, USA, Dover Publications, 2000. [34]. B. Su, S. L.Xiang, J. Su, H.L. Tang, Q. J. Liao, Y. J. Zhou, S. Qi, Diallyl Disulfide Increases Histone Acetylation and P21 WAF1 Expression in Human Gastric Cancer Cells In vivo and In vitro, Biochemical Pharmacology, 2012, 1(7):1-10. [35]. T.W. Swaddle, P. Oltmann, Kinetics of the magnetite maghemite hematite transformation, with special reference to hydrothermal systems, Canadian Journal of Chemistry, 1980, 58(17): 1763-1772. [36]. M. Van Meerssche, J. Feneau-Dupont, "Introduction à la cristallographie et à la chimie structurale", 3 èmè Ed., Ed. Peetrs, Paris, 1984. [37]. E. Tronc, P. Prene, J. P. Jolivet, F. d'orazio, F. Lucari, D. Fiorani, G. Godinho, R. Cherkaoui, M. Nogues, J. L. Dormann, Magnetic behaviour of γ-fe2o3 nanoparticles by mössbauer spectroscopy and magnetic measurements, Hyperfine Interactions, 1995, 95:129-148. [38]. A. Rouset, G. Boissier, J. P. Caffin, F. Chassgneux, C. R. Acad. Sci. Paris, 299 II 1984. [39]. M. Macias, J. Morales, J. Tirado, C. Valera, Effect of crystallinity on the thermal evolution of γ-fe2o3, Thermochimica Acta, 1988, 133:107-112. [40]. B. Wang, W.Feng, M. Wang, T. Wang, Y. Gu, M. Zhu, H. Ouyang, J. Shi, F. Zhang, Y. Zhao, Z. Chai, H. Wang, J. Wang, Acute toxicological impact of nano- and submicro-scaled

zinc oxide powder on healthy adult mice, Journal of Nanoparticle Research, 2008, 10:263 276. [41]. W. Wang, S. Zhang, P. Chinwangso, R.C. Advincula, T.R. Lee, Electric potential stability and ionic permeability of SAMs on gold derived from bidentate and tridentate chelating alkanethiols, The Journal of Physical Chemistry C, 2009, 113:3717 3725.