Raluca Van Staden

Acasa

©copyright 2018 Raluca Van Staden

Acasa Despre mine Echipa Contact

Microsenzori stocastici utilizati la determinarea biomarkerilor specifici diabetului

Contract Nr. 46/2017, PN-III-P4-ID-PCE-2016-0120


Acest proiect este finantat de catre Unitatea Executiva pentru Finantarea Invatamantului Superior, a Cercetarii, Dezvoltarii si Inovarii


Director de proiect: CSI Prof Dr.habil Raluca-Ioana van Staden

Laboratorul: Laboratorul de Electrochimie si PATLAB Bucuresti

Institutia gazda: Institutul National de Cercetare pentru Electrochimie si Materie Condensata

Durata proiectului: 30 luni  (2017-2019)

Bugetul proiectului: 850.000 RON


Rezumat:

Diabetul este un sindrom eterogen care poate sa apara din prima zi de viata pana in ultima zi a unui nanogenar. Incidenta diabetului este relativ mica pana la varsta de 15 ani, dupa care creste incet pana la 40 de ani, de la aceasta varsta crescand exponential si atingand un maxim la 60-65 de ani, cu descresterea incidentei la o varsta inaintata. De aceea, in acest proiect propunem noi design-uri de microsenzori stocastici capabile sa determine din diferite probe biologice cum ar fi sange, saliva, urina biomarkeri specifici diabetului (cum ar fi: aminoacizi din plasma: cu catena ramificata si aromatici: valina, leucina, isoleucina; fenilalanina, tirosina, triptofan; glicina, raportul dintre glutamina/acid glutamic; acizi organici: acid α-hidroxitriptofanic; Lipide: fosfocolina, triacilgliceroli; zaharuri: 1,5-anhidroglucitol; molecule mici-microRNA: DNA metilat/nemetilat; Chemokine CCLs (ex: MCP-1); limfocite T (raport Treg/Teff, celule dendritice, etc); Rapoarte: proinsulina/insulina la rudele de gradul I; trigliceride/HDL), in pacienti asimptomatici. Noutatea proiectului este integrarea senzorilor stocastici in microchip-uri noi, printate in 2D si in senzori stocastici combinati, printati in 3D cu un  design nou integrat, pentru detectia simultana a biomarkerilor specifici diabetului, biomarkeri care ajuta la diagnosticarea pacientilor asimptomatici; utilizarea de materiale noi nanostructurate din diferite clase, cum ar fi dextrine, fulerene, porfirine depuse utilizand tehnici inovative si printare in 3D pe diferite tipuri de matrici cum ar fi polimeri, textile, si pasta de diamant; design-ul pentru prima data a unui test de screening bazat pe identificarea biomarkerilor utilizati in diagnosticarea pacientilor asimptomatici. Toti senzorii propusi si testele de screening vor fi validati pentru determinarea biomarkerilor specifici diabetului in fluidele biologice.


Obiectivele:

Obiectivele majore ale proiectului sunt:

O1 Evaluarea unor materiale nanostructurate care urmeaza sa fie folosite in tehnologia microsenzorilor stocastici;

O2 Evaluarea parametrilor (pH-ul, taria ionica, electrolitul) care pot afecta caracteristicile de raspuns ale microsenzorilor stocastici;

O3 Design-ul si caracterizarea noilor microsenzori stocastici utilizati la determinarea biomarkerilor specifici diabetului;

O4 Validarea noilor microsenzori stocastici si a metodei de screening utilizate la determinarea biomarkerilor specifici diabetului;

O5 Crearea unei baze de date cu semnaturile specifice biomarkerilor pentru diabet, pentru analiza calitativa a biomarkerilor;

O6 Integrarea tinerilor cercetatori in echipa de cercetare.


Metodologie:

Noi materiale nanostructurate vor fi alese si imobilizate fizic sau prin printare in diferite matrice. Testarea preliminara a noilor senzori se va face utilizand cronoamperometria; de asemenea se vor evalua semnaturile biomarkerilor specifici diabetului.  Diferite tehnologii vor fi folosite pentru designul senzorilor de tip 2D si 3D; dupa optimizarea parametrilor de lucru, se va efectua caracterizarea si validarea microsenzorilor stocastici pentru analiza biomarkerilor specifici diabetului. Metodele de screening vor fi evaluate riguros.

 Planul de realizare al proiectului este impartit in urmatoarele pachete de lucru (WP):

WP1: - Design-ul si dezvoltarea unor microsenzori stocastici noi (24 p/m, Luna 1 – Luna 12).

Activitati (T):

T1.1– selectarea matricilor pentru designul senzorilor dintre materialele uzuale si materiale noi;

T1.2– selectarea materialelor nanostructurate bazate pe pori/canale naturale si sintetice, necesare pentru raspunsul stocastic al senzorilor;

T1.3 – designul senzorilor stocastici prin tehnologiile de imobilizare fizica si printare 3D/2D.

Livrabile (D): D1.1 Raport asupra senzorilor stocastici utilizati in determinarea biomarkerilor specifici diabetului;


WP2Integrarea microsenzorilor stocastici in chips-uri 2D si 3D – design-ul senzorilor stocastici combinati; (18 p/m, Luna 4 – Luna 24).

Activitati:

T2.1 – integrarea microsenzorilor stocastici in chips-uri 2D;

T2.2 – integrarea microsenzorilor stocastici in microsenzori stocastici combinati de tip 3D;

T2.3 – evaluarea preliminara a microsenzorilor stocastici integrati in noile design-uri.

Livrabile: D2.1 Raport asupra tehnologiei chipsurilor si microsenzorilor de tip 3D si rezultatele preliminare ale testarii lor.


WP3: – Caracterizarea si validarea microsenzorilor stocastici si a metodelor de screening utilizate la determinarea biomarkerilor specifici diabetului pentru screening-ul sangelui, salivei si urinei; (48 p/m, Luna 10 – Luna 30).

Activitati:

T3.1 – determinarea semnaturii biomarkerilor specifici diabetului si introducerea lor in baza de date;

T3.2 – crearea unei baze de date de patern-uri obtinute cu microsenzorii stocasici de tip 2D si 3D;

T3.3 – evaluarea caracteristicilor de raspuns ale microsenzorilor stocastici pentru analiza multianalit;

T3.4 – validarea microsenzorilor stocastici de tip 2D si 3D pentru analiza simultana a biomarkerilor specifici diabetului din probe de sange, urina si saliva pentru cel putin 200 de pacienti confirmati cu diabet.

Livrabile: D3.1 Raport asupra semnaturior biomarkerilor specifici diabetului. D3.2 Raport asupra caracteristicilor de raspuns ale senzorilor de tip 2D si 3D utilizati la determinarea biomarkerilor specifici diabetului D3.3 Raport asupra datelor statistice obtinute in urma procesului de validare a senzorilor de tip 2D si 3D utilizati la screening-ul probelor de sange, saliva si urina. D3.4 Raport asupra metodei de screening utilizata pentru identificarea si cuantificarea biomarkerilor specifici diabetului in probe de sange, saliva si urina. D3.5 Baza de date cu semnaturile biomarkerilor.


WP4: – Diseminarea si site-ul proiectului (6 p/m, Luna 1 – Luna 30).

Activitati:

T4.1 – site-ul proiectului;

T4.2 – pliante dedicate proiectului;

T4.3 – diseminare prin aplicatii la brevete;

T4.4 – diseminare prin publicarea de articole in reviste ISI;

T4.5 – diseminare prin prezentari de conferinte si seminarii.

Livrabile: D4.1 website; D4.2 pliante; D4.3 brevet(e); D4.4 articole in reviste ISI; D4.5 prezentari de lucrari la conferinte si la utilizatori (clinici specializate).


WP5: – Management-ul proiectului (6 p/m, Luna 1 – Luna 30).

Activitati:

T5.1 – evaluarea rezultatelor la fiecare 3 luni;

T5.2 – scrierea raportului;

T5.3 – management-ul riskului;

T5.4 – integrarea in echipa si educarea tinerilor cercetatori.

Livrabile: D5.1-D5.5 Rapoarte intermerdiare si finale.


Orarul-pachetelor-de-lucru– (WP) este prezentat in Figura 1– Gantt chart.

Time schedule













Figura 1 – Gantt chart.


Rezultatele intermediare:


Dissemination:

      1.   Fast screening of whole blood samples for early detection and monitoring of thyroid diseases

RI Stefan-van Staden, G Mitrofan

RSC Adv., 7, 43567-43573, 2017 (IF=3.108) http://dx.doi.org/10.1039/C7RA08724A


2.  Molecular recognition of pyruvic acid and folic acid in whole blood

R.I. Stefan-van Staden, A.G. Diaconeasa, L. A. Gugoasa, M.C. Rosu, S. Pruneanu

RSC Adv., 7, 50072-50078, 2017 (IF=3.108) http://dx.doi.org/10.1039/C7RA09260A


3.  Molecular enantiorecognition of L- and D-glucose in whole blood samples

RI Stefan-van Staden, G Mitrofan

Chirality, 30(5), 680-685, 2018


4.  Pattern recognition of diabetes related biomarkers

RI Stefan-van Staden, G Mitrofan, C Ionescu-Targoviste

Electroanalysis, 30(11), 2628-2634, 2018 – with cover (mentionat pe coperta)





























      5.  Molecular recognition of pyruvic acid and L-lactate in early-diabetic stage

R.I. Stefan-van Staden, I. Popa-Tudor, C Ionescu-Tirgoviste, R.A. Stoica

J Electrochem Soc, 165(14), B659-B664, 2018


6.  Advances in immunosensors for clinical applications

LR Balahura, RI Stefan-van Staden, JF van Staden, HY Aboul-Enein

J Immunoassay Immunochem., 40(1), 40-51, 2019


7.  Molecular Recognition of C-Reactive Protein, Adiponectin and Zn2+ in Serum Samples

RI Stefan-van Staden, I Popa-Tudor

J Electrochem Soc, 166(9), B3051-B3055, 2019


8.  Molecular enantiorecognition of D- and L-glucose in urine and whole blood samples

R.I. Stefan-van Staden, I. Popa-Tudor, C. Ionescu-Tirgoviste, R.A. Stoica, L. Magerusan

       J Electrochem Soc, 166(9), B3109-B3115, 2019


9.  Electrochemical sensor for the assay of zinc ions in whole blood samples

I.Popa-Tudor, L.A. Gugoasa, R.I. Stefan-van Staden

U.P.B. Sci. Bull., Series B, 81(1), 103-108, 2019


10.  Stochastic microsensors for molecular recognition of IL-1β, IL-6, IL-12, and IL-17 in whole blood

 RI Stefan-van Staden, I Popa-Tudor, C Ionescu-Targoviste, RA Stoica

         Submitted to ISI Journal


Conference presentations

1.  MOLECULAR RECOGNITION OF PYRUVIC ACID AND SODIUM LACTATE IN EARLY-DIABETIC STAGE (oral presentation)

Ioana POPA-TUDOR, Raluca-Ioana STEFAN VAN STADEN, Constantin IONESCU-TARGOVISTE, Roxana Adriana STOICA

4th Romanian International Conference on Analytical Chemistry, Bucharest, 1-3 September 2018


2.  STOCHASTIC SENSORS – NEW SCREENING TOOLS FOR EARLY DIAGNOSIS (oral presentation)

Raluca-Ioana STEFAN-VAN STADEN

4th Romanian International Conference on Analytical Chemistry, Bucharest, 1-3 September 2018


3.  NEW TRENDS IN BIOANALYSIS (oral presentation)

Raluca-Ioana STEFAN-VAN STADEN

DAC Meeting, EuChemS Conference, Liverpool, August, 2018


4. MOLECULAR RECOGNITION OF C REACTIVE PROTEIN, ADIPONECTIN AND Zn2+ IN SERUM SAMPLES (poster presentation)

Ioana POPA-TUDOR, Raluca-Ioana STEFAN-VAN STADEN, Livia Alexandra GUGOASA, Constantin IONESCU-TARGOVISTE, Roxana Adriana STOICA

4th Romanian International Conference on Analytical Chemistry, Bucharest, 1-3 September 2018


5. MOLECULAR DETERMINATION OF D-GLUCOSE AND L-GLUCOSE FROM BIOLOGICAL SAMPLES BY ELECTROCHEMICAL TECHNIQUE (poster presentation)

Ioana POPA-TUDOR, Raluca-Ioana STEFAN-VAN STADEN, Constantin IONESCU-TARGOVISTE, Roxana Adriana STOICA

4th Romanian International Conference on Analytical Chemistry, Bucharest, 1-3 September 2018


6.  STOCµSENS-MD – A TEST FOR LIFE (keynote lecture)

Raluca-Ioana STEFAN-VAN STADEN

Simpozionul de Studii Clinice Synevo 2018, Bucuresti, 9 Noiembrie 2018


7.  Stochastic sensors as screening tools for fast and early detection of illnesses

Raluca-Ioana STEFAN-VAN STADEN

235th ECS Meeting, Dallas, USA, 26-30 May 2019


8.  Stochastic microsensors for the assay of IL-1β, IL-6, IL-12, and IL-17 from whole blood

I.Popa-Tudor, R.I. Stefan-van Staden

Euroanalysis XX, Istanbul, Turkey, 31 August- 6 September 2019

and ARA Conference, Los Angeles, USA, November 2019


9.  New Trends in Molecular Recognition of Substances of Biological Importance

R.I. Stefan-van Staden

ARA Conference, Los Angeles, USA, November 2019

sus