Imunobiosenzori pentru detectia rapida a unor reziduuri de pesticide carbamice (carbaryl, carbendazim) in produse horticole

CARBADETECT

Sursa de finantare: UEFISCDI Cod proiect: PN-II-PT-PCCA-2013-4-0128 Contract nr: 147 / 2014 Director de proiect: dr. ing. Gabriela Hristea Acronim: CARBADETECT Val. proiect: 1.437.500,00 lei; Buget Stat: 1.250.000,00 lei; Cofinantare: 187.500,00 lei; Durata proiectului: 24 luni; Contractor principal: INCDIE ICPE CA: Etapa 1 – termen: decembrie 2014; buget etapa 1 - 58.000 lei; Etapa 2 – termen: decembrie 2015; buget etapa 2 - 835.720 lei; Etapa 3 – termen: decembrie 2016; buget etapa 3 - 495.672 lei; Etapa 4 - termen: septembrie 2017; buget etapa 4 - 372.895 lei; Descrierea proiectului: Pesticidele joaca un rol major in imbunatatirea productivitatii agricole prin controlul populatiilor de daunatori precum insectele, buruienile si bolile plantelor. Proprietatile toxicologice ale pesticidelor care le dau abilitatea de a controla daunatorii au ca rezultat totodata un potential risc pentru oameni, mediu si alte organisme ce nu reprezinta o tinta de tratament si care ar putea fi expuse intamplator la pesticide. In ciuda meritelor si avantajelor aduse sectorului agricol, pesticidele sunt considerate a fi unul din cei mai periculosi contaminanti ai mediului din cauza capacitatii lor de a se acumula in sol si efectelor lor pe termen lung asupra organismelor vii. Preocuparea privind prezenta reziduurilor de pesticide in apa, sol si alimente a determinat identificarea unor noi metode alternative capabile sa detecteze nivele in urme ale acestor compusi intr-o maniera simpla. In acest context, biosenzorii ofera mari avantaje fata de tehnicile analitice conventionale, incluzand inalta specificitate pentru analiza a unor amestecuri complexe in timp real, sensibilitate crescuta, operare simpla fara necesitatea unor pre-tratamente scumpe ale esantioanelor si costuri scazute. In monitorizarea mediului, imunobiosenzorii, pot oferi semnale dependente de concentratie, putand fi alternativa viabila analitic si competitiva ca pret, sensibilitate si timp de raspuns pentru identificarea unui singur pesticid sau, in unele cazuri, a unor grupe mici de pesticide similare (Mallat si Barcel’o, 2001a). Cea mai mare provocare pentru domeniul imunosenzorilor o constituie dezvoltarea anticorpilor potriviti, cu specificitatea dorita si abilitate ridicata de cuplare, deoarece acesti reactivi biologici critici necesita de obicei laboratoare biomedicale cu experienta in cercetarea si dezvoltarea de imunoteste. De cele mai multe ori, specificitatea si afinitatea anticorpilor sunt factori limitativi ale acestor imunoteste. In acest context, biodetectia bazata pe utilizarea de nanomateriale reprezinta una din cele mai fierbinti topici in domeniul nanostiintelor si nanotehnologiilor. De aceea,in acord cu tema prioritara 5.1.10 de incadrare a prezentei propuneri, prin acest proiect, intentionam sa obtinem si sa validam anticorpi specifici , cu o inalta afinitate dirijati contra carbaril si carbendazim/molecule similare (carbaril si carbendazim sunt reziduurile de pesticide cel mai des detectate in analizele alimentare din lumea intreaga), sa sintetizam nanoparticule/nanomateriale pentru aplicatii in domeniul biosenzorilor si apoi sa combinam acesti compusi (anticorpii dezvoltati si nanoparticulele functionalizate sintetizate) pentru a realiza cel putin un imunobiosenzor cu inalta sensibilitate si fiabilitate, pentru detectia rapida a acestor reziduuri in produse horticole. Acest proiect va exploata proprietatile unice ale nanomaterialelor (magnetice/carbonice) care pot oferi platforme excelente ca generator de semnale electronice/optice necesare pentru proiectarea unei noi generatii de dispozitive de biodetectie. Rezultatele proiectului vor permite partenerului industrial sa abordeze si alte tipuri de piata (reala nisa economica pentru imunodetectie concentrata indeosebi pe agricultura, horticultura si domeniul agro-alimentar) din interiorul sau exteriorul Romaniei.

2  

Produsul final al proiectului vine in intampinarea reglementariilor economice si de siguranta alimentara nationale/internationale, furnizand un dispozitiv analitic compact proiectat pentru recunoastere biomoleculara. Introducerea instrumentelor de imunodetectie sensibile, rapide, usor de utilizat si reactivii necesari detectiei pesticidelor daunatoare din produse horticole va duce la diversificarea mijloacelor de monitorizare a poluantilor alimentari. Cresterea eficientei sistemelor de prevenire timpurie a calitatii alimentelor va avea de asemenea un impact pozitiv asupra calitatii vietii si sanatatii pe termen mediu si lung. Obiectivele proiectului: Realizarea unui model experimental demonstrativ de imunobiosenzor, pe baza de nanomateriale carbonice/magnetice si anticorpi, pentru detectia unor pesticide carbamice (carbaryl si/sau carbendazim, ori molecule inrudite) in produse horticole. Rezultate estimate: 1. Anticorpi monoclonali si/sau policlonali cu afinitate inalta, dirijati impotriva pesticidelor de tip carbamat mentionate / moleculelor similare; 2. Variante experimentale de nanomateriale/nanoparticule carbonice si/sau magnetice, bio-funtionalizate, pentru utilizari in imunoteste; 3. Model experimental demonstativ de imunobiosenzor/imunotest pentru detectia unor pesticide carbamice in produse horticole; 4. Publicatii stiintifice, comunicari stiintifice si de popularizare; documentatie referitoare la drepturile de proprietate (intelectuala / industriala).

LISTA DE PERSONAL: Partener din consortiu Persoana Pozitia in cadrul proiectului

INCDIE ICPE CA (CO) Hristea Gabriela Director proiect

INCD-CANTACUZINO (P1) Tanasa Radu Iulian Responsabil partener 1

ICDIMPH - HORTING (P2) Doltu Madalina Responsabil partener 2

BEIA (P3) Suciu George Responsabil partener 3

INCDIE ICPE CA Coordonator (CO)

Georgescu Gabriela Specialist chimie

Lipcinski Daniel Inginer electronist

Neamtu Jenica Specialist fizica

Stefanescu Carmen Specialist chimie anorganica/analiza FTIR

Marinescu Virgil Specialist analize microscopie

Patroi Delia Specialist analize structurale - cercetator postdoctoral

Ovezea Dragos Specialist mecatronica, Cercetator postdoctoral

Militaru Adrian Tehnician

Fotea Filofteia Tehnician chimist

INCD - CANTACUZINO Partener (P1)

Ruseanu Lixandra Tehnician laborator

Cus Gabriela Tehnician laborator

Costache Adriana Zoe Cercetator postdoctoral, Biochimist

ICDIMPH - HORTING Partener (P2)

Sora Dorin Ing. horticol

Moise Daniela CS, Ing. Chimist

Tanasa Veronica Doctorand, Biochimist

Mohora Angela Ing.chimist

Gheorghiu Emilia Tehnician chimist

Voinea Ecaterina Tehnician chimist

3  

BEIA Partener (P3)

Vasilescu Andrei Cercetator senior

Cheveresan Romulus Cercetator

Cretu Aurelian Cercetator

Nistor Bogdan Cercetator

Stoicescu Grigore Executant

Plechi Mihaela Asistent proiect

Stefanescu Stefan Executant

Suciu Victor Cercetator

Anastasiu Roxana Director economic

Ochian Adelina-Maria Executant

Banica Raluca Executant

Constantin Stefan Executant

Dumitru Laurentiu-Mihai Executant

Lazar Constantin Executant

Oprea Ionel Executant

Paltanea Alexandra-Victoria Executant

Ionascu Larisa Executant

Preda Theodor-Octavian Executant

Romancenco Gabriel Executant

Sticlan Ana-Maria Executant

Suciu Rodica Executant

Tripon Radu Executant

Stoica Alexandru-Marian Executant

Butca Cristina-Gabriela Executant

Ghenciu Laura-Elena Executant

Motoi Monica Executant

Bratu Cornel Executant

Diaconu Cristian Executant

Padurariu Sidonia Executant

Suciu Emilia Executant

Conu Radu-Octavian Executant

Enache Marius Cercetator

Filip Ovidiu Cercetator Etapele proiectului: Etapa I Experimentari privind obtinerea de nanoparticule/nanomateriale pentru utilizare in biosenzori Termen limita: 30.12.2014 Rezultate asteptate in urma Etapei I: - Variante experimentale de nanoparticule/nanomateriale carbonice si/sau magnetice - Complexe imunogenice cu molecule de pesticide

4  

- Site web asociat proiectului; Etapa II Anticorpi anti-pesticide: dezvoltare pentru utilizare in biosenzori Termen limita: 30.12.2015; Rezultate asteptate in urma Etapei II: - Anticorpi monoclonali/policlonali anti-pesticide - Nanoparticule/nanomateriale carbonice/magnetice functionalizate; - Metode de sinteza a materialelor nanogranulare compozite magnetice incapsulate in polimeri biocompatibili; - Publicatii/comunicari stiintifice; Etapa III Model experimental de imunobiosenzor pentru detectia reziduurilor de pesticide carbamice in produse horticole Termen limita: 30.06.2016; Rezultate asteptate in urma Etapei III: - Model experimental de imunobiosenzor. - Publicatii /comunicari stiintiifice - Documente referitoare la protecția drepturilor de proprietate intelectuala / industriala Parteneri: - Institutul National de Cercetare-Dezvoltare pentru Inginerie Electrica (INCDIE ICPE-CA) - Institutul National de Cercetare-Dezvoltare pentru Microbiologie si Imunologie Cantacuzino (IC) - Institutul de Cercetare si Dezvoltare pentru Industrializarea si Marketingului Produselor Horticole "HORTING" (HORTING) - Beia Consult International S.R.L (BEIA)

REZUMAT - Raport de activitate ETAPA 1

Rezultate preconizate/ estimate a fi atinse in cadrul etapei 1/2014 1. Sinteza de nanoparticule carbonice magnetice - variante experimentale de nanoparticule carbonice/magnetice; 2. Complexe imunogenice cu molecule de pesticide; 3. Site web asociat proiectului. Rezultate obtinute: In cadrul acestei etape au fost obtinute: 1. In ce priveste sinteza de nanoparticule carbonice/magnetice: - 5 variante experimentale de xerogeluri carbonice dopate si nedopate cu nanoparticule metalice; - 2 variante experimentale de grafit exfoliat si diferite solutii coloidale pe baza de oxid de grafena; o Sinteza nanoparticulelor carbonice s-a realizat prin metode caracteristice chimiei umede (sol-gel in marea lor majoritate) . o Nanoparticulele carbonice obtinute s-au incadrat in domeniul materialelor cu suprafata specifica mare (cazul grafitului exfoliat: suprafete cuprinse intre 10-150m2/g si al xerogelurilor carbonice: suprafete specifice SBET: 100-800m2/g) cu sistem poros predominatant mezoporos (cazul xerogelurilor carbonice cu sistem poros majoritar situat sub 2nm) si dimensiuni de 1-10 nm(cazul solutiilor pe baza de oxid de grafena) o Caracteristicile nanoparticulelor carbonice obtinute au fost puse in evidenta prin analize de suprafata specifica, microscopie electronica de baleiaj, analiza FTIR si, unde s-a considerat necesar prin difractie de raze X; - 3 variante experimentale de micro/nanoparticule magnetice (maghemita/magnetita) obtinute prin: metode combinate de sinteza (sol-gel, hidroliza controlata, complexare si microemulsionare ) a unor nanoparticulelor oxidiice pe baza de oxid de fier; Nanoparticulele obtinute au comportare feromagnetica: Ms = 24- 27 emu/g la temp. Camerei. Dimensiunile nanoparticulelor magnetice s-au situata in plaja: 8-25 nm; Au fost efectuate experimentari preliminare de obtinere a unui compus magnetic fluorescent biocompatibil, constituit dintr-un miez magnetic stabilizat (încapsulat într-un polimer biocompatibil/ stabilizat şi un colorant fluorescent)- (varianta 3 descrisa in raport stiintific extenso).

5  

2. In scopul preparararii de complexe haptena-purtator imunogene s-a elaborat un model conceptual pe baza unui algoritm de lucru pentru selectarea unor structuri chimice similare pesticidul carbendazim (Metil 2-benzimidazol-carbamat); 3. In urma aplicarii algoritmului au fost achizitionate trei structuri chimice cu structura benzimidazolica si analizate in spectrul UV-VIS; 4. A fost preparat un complex imunogenic pe baza de 2 - (2-Aminoetil) benzimidazol si albumina serica bovina; prin analiza spectrala UV-VIS a acestuia, raportul molar aparent in complexele formate a fost calculat la o valoare aproximativa de 10; 5. In scopul inducerii de anticopi monoclonali anti-haptene cu inalta afinitate, au fost elaborate doua protocoale de imunizare potentata de imuno-adjuvanti, in animale de laborator (in principal soareci), cu inoculari repetate in situsuri unice si multiple; 6. A fost creata pagina de web a proiectului : http://www.icpe-ca.ro/lib/files/carbadetect.html cu link catre pag de web a proiectului la partenerul 3 al proiectului: http://www.beia-telecom.ro/carbadetect/; 7. S-a trecut la faza de proiectare de site web si baza de date asociate proiectului- a fost stabilita arhitectura de colectare a datelor: arhitectura hardware (cu stabilirea modului de transmitere a datelor – Modul Concept Board si software (arhitectura software va fi reprezentată de o bază de date în care vor fi stocate datele preluate de la biosenzori. Introducerea măsurătorilor în baza de date se va realiza cu ajutorul unei aplicaţii web creată prin intermediul framework-ului PHP CodeIgniter. După crearea aplicaţiei web poate fi creată şi o interfaţă grafică pentru aceasta, unde să poată fi vizualizate datele pe care modulul Concept Board le preia de la biosenzori şi să le transmită în baza de date. Concluzie: Obiectivele acestei etape au fost atinse si realizate in totalitate

Etapa II- 2015 Denumire etapa: Anticorpi antipesticide: dezvoltare pentru utilizare in biosenzori

Termen: 30.12.2015 Activităţi : Act.2.1. Metode de cuplare a anticorpilor pe nanosuporturi utilizabile in biosenzori

CO : Experimentari de cuplare anticorpi nanoparticule carbonice/magnetice

P1: Metode de cuplare a anticorpilor pe nanosuporturi utilizabile in biosenzori

Act.2.2. Protocoale de imunizare cu complexe pesticid-proteina/purtator in animale de

laborator

P1: Protocoale de imunizare cu complexe pesticid-proteina/purtator in animale de laborator

Act.2.3. Selectarea si analiza anticorpilor a n t i - p e s t i c i d e p r i n m e t o d e

imunochimice

P1: Selectarea si analiza anticorpilor anti-pesticide prin metode imunochimice

P2: Selectarea si analiza anticorpilor anti-pesticide prin metode imunochimice

Act.2.4. Preparare, analizare si selectare de produse horticole in scopul utilizarii ca

probe de referinta/martor pentru determinarea pesticidelor

P2: Preparare, analizare si selectare de produse horticole in scopul utilizarii ca probe de referinta/martor pentru

determinarea pesticidelor

Act.2.5. Proiectarea aplicatiei software pentru interfata grafica

P3: Proiectarea aplicatiei software pentru interfata grafica

Act.2.6. Diseminarea rezultatelor.

Rezultate Preconizate/ Estimate a fi atinse in cadrul etapei 1/2015 Anticorpi monoclonali/policlonali antipesticide. Nanoparticule carbonice/magnetice functionalizate. Metode de sinteza a materialelor nanogranulare compozite magnetice incapsulate in polimeri biocompatibili. Publicatii/comunicari stiintifice/participare la seminarii/simpozioane/cursuri de pregatire Rezultate Obtinute: In cadrul acestei etape au fost obtinute urmatoarele rezultate:

1. Au fost obtinute (de catre CO) nanoparticule :

-carbonice pe baza de xerogeluri carbonice si compusi de intercalare grafitici dopati sau nu cu

metale de tipul Ni, Pt, Pd si cu suprafete specifice, SBET , cuprinse intre 10 si 800 m2/g

-magnetice functionalizate cu acid citric si acoperite cu fluoresceina cu dimensiuni de particula

cuprinse intre 10-50 nm in functie de raportul Fe2+:Fe3+

2. Au fost sustinute experimentari de cuplare anticorpi- nanoparticule (carbonice si magnetice) si

efectuate experimente in vederea evaluarii gradului de agregare si mentinere in suspensie a unor probe

de nanoparticule (CO+P1) . In acest sens au fost efectuate:

a. Experimente de cuplare cu albumina serica bovina :

Au fost dezvoltate doua protocoale de cuplare prin adsorbtie pasiva (expuse in raportul tehnic)

Cele mai bune rezultate din perspectiva eficientei de cuplare a BSA s-au obtinut la probe de:

  2

GIC 1 ( SBET -350 m2/g ) - eficienta de cuplare de 23,60%; GIC 2 (SBET - 10 m2/g ) - eficienta de cuplare de

24,68%; XC1 (S BET- 850 m2/g) - eficienta de cuplare de 16,15%

La restul probelor s-a constatat o eficienta de cuplare cu BSA de maxim 15%. Totusi, chiar daca eficienta de

cuplare a fost scazuta, s-au preferat unele dintre probele respective pentru experimentarile de cuplare cu

anticorpi, datorita dimensiunilor reduse si capacitatii lor de a ramane in suspensie timp mai indelungat.

b. Experimente de cuplare cu anticorpi

Probele de nanoparticule carbonice si magnetice selectate, au fost cuplate cu anticorpi monoclonali

(AMC) care recunosc hemaglutinina virusului grupal, subtipul A/H5, obtinuti de catre partenerul P1 -

anterior (Tanasa. Et al. 2009.). In acest scop, au fost cultivate 2 clone de hibridoame (CIB 5-25 si CIB 6),

in vitro, timp de 20-30 zile, pentru a se obtine un volum de 100 ml lichid de cultura/ clona. Ulterior, din

lichidul de cultura s-au purificat AMC prin cromatografie de afinitate, utilizand Proteina G-Sepharoza.

Cuplarea AMC pe nanoparticule s-a efectuat utilizandu-se doua protocoale specifice, prin : formare de

legaturi covalente (protocol 1) si cuplare prin adsorbtie pasiva (protocol 2)

Ulterior s-a efectuat testarea ELISA (test imuno-enzimatic) – varianta indirecta utilizand

hemaglutinina gripala H5 ca antigen, comparativ cu AMC CIB 6 necuplat, pentru a se detecta nivelul

reactivitatii specifice precum si o evaluare cantitativa a AMC cuplat pe nanosuport. Revelarea reactiei s-a

realizat cu anticorpi anti - IgG de soarece cuplati cu fosfataza alcalina .Dupa adaugarea substratului,

(SIGMA FASTTM pNPP) s-a inregistrat densitatea optica (D.O.) la λ = 405 nm.

Eficienta medie de cuplare a fiecarui AMC a fost calculata similar, tinand seama de media absorbantei

in ELISA a fiecarei nanoprobe cuplate cu AMC, raportata la absorbanta probei de AMC necuplat,

eliminandu-se valoarea medie de background

Rezultate: prin protocolul 2 a fost obtinuta o eficienta medie de cuplare ridicata a anticorpilor pe

nanosuporturi, cuprinsa intre 48,80% si 73,97%. Mai mult, protocolul 2 este mai simplu si timpul alocat

cuplarii redus semnificativ fata de protocolul 1.

3. Au fost dezvoltate protocoale de imunizare cu complexe pesticid-proteina/ purtator in animale de

laborator. Proteinele-purtator selectate in etapa anterioara, respectiv BSA (bovine serum albumin) si

KLH (keyhole limpet hemocyanin), au fost cuplate cu fiecare dintre cele 3 haptene, astfel:

- complexele AEB-BSA si AEB-KLH au fost obtinute printr-o reactie mediata de glutaraldehida, descrisa in

etapa anterioara (a se vedea raportul stiintific);

- complexele MB-BSA si MB-KLH au fost obtinute utilizandu-se purtatori activati comerciali (Imject® BSA

si mcKLH, Thermo Scientific) si un linker heterobifunctional comercial, sulfo-SMCC (succinimidyl 4-[N-

maleimidomethyl]cyclohexane-1-carboxylate) (Thermo Scientific), conform instructiunilor;

- complexele BPA-BSA si BPA-KLH au fost obtinute utilizandu-se truse comerciale (Imject® EDC Carrier

Protein Kits, Thermo Scientific) care contin linker-ul EDC (1-ethyl-3-[3-

dimethylaminopropyl]carbodiimide hydrochloride).

Pentru inlaturarea reactiilor imunologice incrucisate, s-au ulilizat pentru imunizarea animalelor numai

complexele haptena-KLH, iar pentru testarea in vitro a raspunsului in anticorpi anti-haptene, s-au utilizat

numai complexele haptena-BSA.

  3

4. Au fost efectuate experimente privind fuzionarea celulara si obtinerea hibridoamelor secretoare de

AMC anti- haptena/pesticid . Au fost efectuate (de catre P1) 4 fuziuni celulare, dintre care 3 la loturi cu

soareci si una la lotul cu sobolani. S-a remarcat ca cel mai mare procent de hibridoame pozitive s-au obtinut

la lotul de soareci inoculati cu amestec din toate haptenele, iar la sobolani procentul de hibridoame pozitive

dupa al 2-lea screening a scazut drastic, datorita labilitatii genetice a genomului clonelor, cu eliminarea

preferentiala a cromozomilor de sobolan care codifica genele imunoglobulinelor.

La analiza imunochimica a un numar de 9 anticorpi monoclonali de tip IgG, rezultati din hibridoame de

soarece inalt secretoare, s-a constatat imuno-reactivitate inalt specifica sau incrucisata dar, limitata numai la

structuri de tip benzimidazolic.

5. S-a realizat o colectie de produse horticole (de catre P2) alcatuita din 4 specii de plante legumicole

destinate pentru consum in stare proaspata (salata verde, tomate, patlagele vinete si ardei gras), tratate cu

carbendazim, care vor servi ca probe de referinta/martor pentru determinarea pesticidelor.

6. S-a stabilit modul de prelucrare a probelor horticole (extractie in etanol) in vederea determinarii

continutului de pesticide prin imunoteste.

7. A fost proiectata aplicatiei software pentru interfata grafica (P3)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  4

Diseminarea rezultatelor 

 

Încă din  luna  lansării,  iulie 2014, scopul și obiectivele proiectului CarbaDetect sunt prezentate  în 

detaliu pe pagina dedicată de pe site‐ul oficial al companiei Beia. Această pagină poate fi accesată 

prin  linkul  următor:  http://www.beiaro.eu/carbadetect/  si  pe  site‐ul  www.beia‐

telecom.ro/carbadetect/

Lansarea proiectului a  fost anunțată  în  comunicatul de presă publicat de  compania Beia pentru 

luna decembrie 2014, accesibil prin linkul următor: http://beiamag.ro/blog/press‐release‐december‐

2014/. O  legătura către acest comunicat a  fost publicată și pe pagina Facebook a companiei Beia: 

https://www.facebook.com/BeiaConsult/posts/804300409636017. 

Pe data de 1 februarie 2015, lansarea proiectului CarbaDetect a fost anunțată și într‐un comunicat 

de  presă  publicat  în  revista  Marketwatch.  Acesta  poate  fi  accesat  prin  linkul  următor: 

http://www.marketwatch.ro/articol/13856/BEIA_Consult_a_lansat_proiectele_MobiWay_EV‐

BAT_si_CarbaDetect/. 

În data de 2  februarie 2015, CarbaDetect a  fost menționat  și  la evenimentul <<ʺSmart, green and 

integrated  Transportʺ  in  Horizon  2020>>,  organizat  de  proiectul  ETNA  Plus  la  Bruxelles. 

https://www.b2match.eu/h2020transportcall2015/participants/536. 

Proiectul  CarbaDetect  a  fost  menționat  și  în  cadrul  unui  workshop  despre  Managementul 

Resurselor Adaptive și Planificarea pentru Procesarea in Cloud (Adaptive Resource Management 

and Scheduling for Cloud Computing), ARMS‐CC 2015, care a avut loc în Donostia‐San Sebastián, 

Spania,  în data de  20  iulie  2015. Prezentarea poate  fi  accesată prin  linkul următor: http://arms‐

cc.hpc.pub.ro/pdf/arms‐cc‐2015‐gsuciu.pdf. 

În  plus, pentru  extinderea  cooperării  la  nivel  european,  proiectul CarbaDetect  a  fost diseminat 

către participanții de la evenimentul de tip ”Info Day & Brokerage” din data de 14‐15 septembrie 

organizat la Bruxelles de Comisia Europeana pentru noul program de lucru și apeluri de proiecte 

în  cadrul  ”Societal Challenge  5  ‐ Secure, Clean  and Efficient Energy  Info Day”  și  în data de  21 

septembrie  la  evenimentul  ”Info Day & Networking  ”  organizat de Comisia Europeana pentru 

noul program de  lucru  și  apeluri de proiecte  în  cadrul  ”Societal Challenge  5  ‐ Climate Action, 

Environment,  Resource  Efficiency  &  Raw  Materialsʺ. 

https://www.b2match.com/energycall2016/participants/424 

Noi informații despre proiectul CarbaDetect au fost prezentate în cadrul evenimentului Internet & 

Mobile World 2015, desfășurat în zilele de 7‐8 Octombrie 2015 la ROMEXPO, București. IMWorld 

2015  este un  eveniment  “business  to business”  important  în România, dedicat mediului digital, 

mobil și soluțiilor software,. www.imworld.ro   

De  asemenea,  CarbaDetect  a  fost  menționat  și  în  cadrul  Conferinței  ICT  2015  desfășurată  în 

Lisabona, in perioada 20‐22 octombrie 2015. https://www.b2match.eu/ict2015/participants/63 

IEEE‐  Advanced  Technology  for  Humanity, 978-1-4673-8180-2/15 ‹2015 /articol

G.Suciu,  V.Suciu,  V. 

Cristea,  Omar 

Abdulwahabe &all    

Integrating  telemetry 

sensor 

Proc. of 2015 13th International Conference on Engineering of Modern 

Electric Systems (EMES) –articol 

http://ieeexplore.ieee.org/xpl/login.jsptp=&arnumber=7158440 

G. Suciu, Cr. Butca, and V. Suciu 

 

M2M  Sensors  for  Future 

Internet  Of  Things 

Monitoring 

  5

Publicatii:  

Conferinte Internationale Third  International  Conference  on  Advanced 

Complex  Inorganic  Nanomaterials,  ACIN    2015, 

Namur, Belgium. 

G.Hristea,  R.Tanasa,  

D.Ovezea,   D.  Lipcinski, V. 

Marinescu,    

Synthesis  and  Characterization  of  Carbon 

Nanoparticles for Biosensing Applications 

Lucrarea  a  fost  premiata:  Best  poster 

award. 

2015 13th  International Conference on Engineering 

of Modern Electric Systems (EMES) 

G.Suciu, C.Butca, and V. Suciu 

 

M2M  Sensors  for  Future  Internet  Of 

Things Monitoring 

 

ECAI 2015 ‐ International Conference – 7th Edition 

Electronics, Computers and Artificial Intelligence 2015, Bucharest, ROMÂNIA‐ 978‐1‐4673‐6647‐2/15©2015 IEEE 

G. Suciu, A. Vulpe,    S. Arseni, A. Stancu, C. Butcă, V. Suciu 

Monitoring  a  Cloud‐based  Speech 

Processing System 

 

Targuri de profil:  

 

 

Proc.  of.  ECAI  2015  ‐  International  Conference  –  7th  Edition 

Electronics, Computers and Artificial Intelligence‐ articol Bucharest, ROMÂNIA‐ 978‐1‐4673‐6647‐2/15/ ©2015 IEEE  

G.Suciu, A.Vulpe,  S. Arseni, A. Stancu, C. Butcă, V.Suciu  

Monitoring  a Cloud‐based 

Speech Processing System  

Salonul  Cercetarii 

Romanesti –TIB ‐ 2015 IMUNBIOSENZORI  PENTRU 

DETECTIA DE PESTICIDE CARBAMICE 

Proiect CARBADETECT 

Etapa de execuţie nr. 3./2016 

 

Denumire etapa:  

Model experimental de imunobiosenzor pentru detectia reziduurilor de pesticide 

carbamice in produse horticole 

 

Activităţi :  

A.3.1. Elaborarea unor modele conceptuale de imunoteste rapide pentru detectia reziduurilor de 

pesticide in produse horticole: (P1, P2); 

A 3.2. Realizarea unui model experimental de imunosenzor/imunotest folosind 

nanomaterialele bio‐functionalizate obtinute; (CO, P1, P2) 

A 3.3. Sistem de masura, prelucrare si adaptare a semnalelor de la biosenzori; conceptie si 

executie (CO,P3) 

A.3.4. Aplicatia software de monitorizare a sistemului. Optimizare functionala. 

Dezvoltarea modulelor software independente si implementarea modelelor. (P3) 

 

Obiectivul principal al acestei etape a constat in principal  in explorarea posibilitatilor de proiectare 

ale unui imunotest/imunobiosenzor destinat detectiei de pesticide carbamice si adaptarea acestora 

la rezultatele de fond/ experimentale ale proiectului . Deoarece tipurile de senzori utilizati in acest 

domeniu variaza  ca principiu de  functionare  sau/si   detectare a prezentei  compusului de  interes 

sensor‐  de  la  senzori  electrochimici,  piezoelectrici,  gravimetrici,  magnetici  pana  la  senzori 

calorimetrici si optici,   au fost abordate o serie de strategii menite sa exploreze   cele mai adecvate 

tehnici/metode de dezvoltare ale unui imunotest destinat scopului propus. 

 

Astfel  partenerul  P1  al  proiectului,  a  abordat  varianta  obtinerii  unor modele  experimentale  de 

imunoteste  optice/cromatografice.  Cel  mai  frecvente  imunoteste  optice  utilizate  in  domeniul 

stiintelor  vietii  sunt  testele  imunoenzimatice  (ELISA  –  enzyme  linked  immuno‐assay),    datorită  

sensibilităţii,  specificităţii  şi  uşurinţei  de  utilizare,  în  care,  SDS  utilizează  anticorpii  cuplaţi  cu  

enzime    ‐   care dezvoltă o reactie de culoare a carei  intensitate este direct proporțională cu concentrația de 

probă, după  adăugarea  substratului  specific  enzimei.  Intrucat pesticidele de tip benzimidazolic, 

inclusiv  cele  carbamice,  sunt  prea mici  pentru  a  fi  recunoscute  de  catre  sistemul  imunitar,  in 

conditii  naturale,  ele  nu  prezinta  epitopi  multipli  care  pot  fi  exploatati  pentru  utilizare  prin 

imunoteste de  tip  sandwich. Din aceasta cauza, pesticidele de acest  tip nu pot  fi detectate  si/sau  

cuantificate decat prin imunoteste de competitie.  

 

In  etapa  curenta  a  proiectului  au  fost  concepute  doua  variante  de  competitie  ale  testului 

imunoenzimatic: a) varianta competitiva directa si b) varianta competitiva indirecta. Totodata, in 

acesta etapa, partenerul P1  si P2 al proiectului a efectuat o analiza  critica a datelor publicate de 

experti  si/sau  firme  recunoscute  in  domeniu,  pentru  a  descrie materialele  si  parametrii  cei mai 

importanti  ale  acestora,  necesare    pentru  dezvoltare  de  imunoteste  rapide  cromatografice,  cu 

exceptia nanoparticulelor care au  fost descrise si dezvoltate  in etapele anterioare. Aceste date vor 

permit  selectarea  tuturor  componentele membranare  necesare  in  cunostinta  de  cauza,  in  ideea 

dezvoltarii  cel  putin  a  unui  test  imunnocromatografic  demostrativ  pe  baza  de  anticorpi 

monoclonali si nanoparticule obtinute in house. 

 

A fost dezvoltata de catre CO o varianta de model experimental de senzor electrochimic pe baza 

de  electrozi  printati,  SPE,  modificati  cu  nanoparticule  carbonice  de  tip  xerogel  (varianta 

experimentala AC13) ce detecteaza carbendazim (in plaja de concentratii 1mM‐ 10nM). Tot de catre 

CO  in colaborare cu P1 au  fost elaborate variante de modele experimentale de  imunosenzori cu 

preluare  de  semnal  in  tensiune  pe  baza  de  electrozi  de  tip  SPE modificati  cu  nanoparticule 

carbonice  cuplate  cu  complexe haptena‐purtator. Pentru acest  tip de detectie a  fost  concepute  si 

realizate de catre CO si P3 diferite  sisteme de masura, prelucrare si adaptare a semnalelor de  la 

biosenzori,  concretizate  in  realizarea  unui  stand  experimental  pentru  masurarea  diferentei  de 

potential electric intre un o referinta (electrod) si un electrod modificat cu nanoparticule carbonice  

si moleculele bioreceptoare  pentru a se determina daca variatia concentratiei solutiilor de analit ce 

vin  in contact cu sistemul de electrozi ce genereaza  semnale  in  tensiune. Standul experimental a 

fost conceput pentru preluarea simultana a semnalelor generate de o o serie de mai multi electrozi.  

 

În aceasta etapa s‐a dezvoltat aplicația software de monitorizare a sistemului senzorial realizandu‐

se o serie de experimente ce au avut ca scop principal colectarea de date referitoare  la parametrii 

corespunzători mediului  înconjurător,  și  anume:  temperatura,  umiditatea  și  radiația UV. Acest 

proces de monitorizare  a  implicat utilizarea unei  aplicații de monitorizare  a  sistemului  compus 

dintr‐un  montaj  electronic  de  tip  potențiostat  (proiectat  în  sediul  companiei  Beia  Consult 

International‐  partener  P3  al  proiectului),  a  unui  electrod  și  a  următorilor  trei  senzori:  SHT15 

(senzor  de  temperatură/umiditate),  LM35D  (senzor  de  temperatură)  și  ML8511  (senzor  UV). 

Optimizarea  funcțională  a  instrumentelor hardware  si  software utilizate    fost  realizată printr‐un 

montaj de tip potențiostat, care face parte din categoria de circuite amplificatoare folosite pentru a 

controla tensiunea între doi electrozi, un electrod de lucru și un electrod de referință, la o valoare 

constantă.  În  cadrul  companiei  BEIA  Consult  International  s‐au  dezvoltat  mai  multe  module 

software independente pentru achiziția de date de la traductori și au fost implementate mai multe 

modele pentru diverşi senzori (temperatura, umiditate) 

Diseminarea rezultatelor/ 2016:  

 

1. Use  of  hapten‐carrier  complexes  for  benzimidazole  pesticides  immunoassays  develpment. Veronica Tanasa, Radu  I. Tanasa, Madalina Doltu, Gabriela Hristea, Narcisa Babeanu, 

2016.  The  International  Conference  of  The  University  of  Agronomic  Sciences  and 

Veterinary Medicine of Bucharest, “Agriculture for Life, Life for Agriculture”, June 9‐11, 

Bucharest. Food Biotechnology section , Poster ID 10. 

 

2. Use  of  hapten‐carrier  complexes  for  benzimidazole  pesticides  immunoassays  develpment. Veronica Tanasa, Radu  I. Tanasa, Madalina Doltu, Gabriela Hristea, Narcisa Babeanu, 

2016. AgroLife Scientific Journal  5 (2) (acceptata pentru publicare); 

 

3. Immunobiosensors based nano‐carbons or detection of carbamate pesticides in horticultural products,G. Hristea, R.Tanasa, C.Paraschiv and V. Marinescu, International Conference 

on Physical Chemistry, ROMPHYSCHEM 2016‐ SECTION 3 Functional Interfaces. 

Aquaculture and food applications. 

 

4. Rapid Detection  of Pesticide Residues  based  on Telemetry Platform”,George Suciu, Cristina Butca, Radu Conu, Gabriela Hristea  “12th International Symposium on Electronics and 

Telecommunications  (ISETC  ’16),  27‐28  October,  Timisoara,  Romania  (acceptat  spre 

publicare). http://conference.etc.upt.ro/isetc2016/ 

 

ETAPA DE EXECUŢIE NR. 4/2017

Demonstrare functionalitate model experimental de imunobiosenzor pentru detectia

reziduurilor de pesticide in produse horticole

OBIECTIVE ESTIMATE:

Optimizare integrata a imunobiosenzorului pentru detectia reziduurilor de pesticide in produse

horticole- optimizare sistem de masura prelucrare si adaptare a semnalelor de la biosensor.

Demonstrarea functionalitatii modelului experimental de imunobiosenzor

REZULTATE:

In cadrul acestei faze, modelele experimentale de imunobiosenzori pe baza de

nanoparticule carbonice- cuplate cu bioreceptori (anticorpi) au fost testate pentru

identificarea carbendazimului in sisteme complexe de tip matrice- cazul sucurilor de legume si

fructe tratate cu carbendazim. Testarea imunobiosenzorilor a constat in identificarea

carbendazimului -prin voltametrie cicilica - in sucuri de legume si fructe la care au fost

adaugate concentratii cunoscute de carbendazim. Dezvoltarea de tehnici si metode analitice

pentru detectia de pesticide in produse horticole constituie adesea o provocare datorita

complexitatii matricei vegetale ( amestec complex de zaharuri ,enzime, alcaloizi, glicozide,

etc). Componentii matricii pot cauza un efect de imbogatire sau suprimare ionica asociata

semnalului unui analit. Efectul de matrice poate afecta semnificativ cuantificarea analitului,

reproductibilitatea si acuratetea metodei de identificare . De aceea, este necesar sa se reduca

pe cat posibil interferentele datorate acesteia. Aceasta se poate uzual realiza printr-o

etapizare a pregatirii probelor, etape deseori laborioase si consumatoare de timp.

In cadrul acestei etape a fost dezvoltata o varianta optimizata de electrolit ce suprima

efectul de matrice in sucurile testate . Imbunatatirea a constat in optimizarea formulei

electrolitului utilizat ca mediu de reactie si adaugarea unui surfactant anionic. Adsorbtia

moleculelor de surfactant pe suprafata electrodului poate facilita transferul de electroni,

imbunatati semnalul analitic si modifica/schimba potentialul redox sau coeficientii de

transfer/difuzie ai speciilor electroactive.

1. In toate voltamogramele obtinute ca urmare a testarii imunobiosenzorilor pentru

identificarea carbendazimului, se regaseste peak-ul anodic de oxidare a moleculei de

carbendazim in zona de potentiale 0.85-1 V/Ag/AgCl.

a. Voltamograme ciclice obtinute pentru diferite concentratii de carbendazim (de la 500 µM diluate pana

la 1 µM) in electrolit Britton Robinson la care s-a adaugat suc de mere cu adaos de surfactant

b. Voltamograme ciclice obtinute pentru diferite concentratii de MBC ( de la 500 µm diluate pina la 1

µm) in electrolit Britton Robinson la care s-a adaugat suc de castravete cu adaos de surfactant

a b

2. Experimentarile au demonstrat influenta favorabila a surfactantului utilizat asupra

curentului de peak anodic, asupra raspunsului analitic al senzorului in contextul unei

matrici complexe de tipul sucurilor de fructe.

3. In cadrul acestui proiect s-a propus si realizat o metoda voltametrica simple si ieftina

de determinare a carbendazimului din produse horticole folosind electrozi comerciali

de tip SPE modificati cu nanoparticule carbonice de tip xerogel si cuplate cu

bioreceptori (anticorpi). Surfactantul utilizat a avut un rol semnificativ in

imbunatatirea sensibilitatii analitice.

4. Fezabilitatea analitica a acestei abordari a fost demonstrata prin

determinarea/identificarea carbendazimului in matrici complexe de tipul : suc de

portocale, suc de mere, suc de castraveti, suc de cartofi si suc de sfecla- obtinute fara

pregatiri speciale (separari, extractii, centrufigari etc).

Curbele de calibrare indica o buna liniaritate pe domeniul de concentratii testat:

100 nM-500µM. : (0.002ppm -0.1ppm). Utilizarea surfactantului constituie in sine o

metoda ieftina si rapida de imbunatatire semnificativa a sensibilitatii electrozilor

modificati deschizand posibilitati aplicative noi pentru aplicatii analitice de identificare

a diferitelor molecule organice.

Curbele de calibrare (exemple) pentru imunobiosenzorii obtinuti in cadul acestui proiect si testati

pentru detectia de carbendazim pe diferite sucuri de legume si/sau fructe

5. Prin optimizarea integrata a modelului experimental de imunobosenzor dezvoltat in

cadrul acestei faze se propune si se demonstreaza fezabilitatea unei

proceduri/metode de analiza si determinare a curbelor voltametrice ce permit

identificarea pesticidului de interes in diferite produse horticole – pe un echipament

mobil.

Optimizarea integrata a modelului experimental de imunobiosenzor a constat in:

Optimizarea hardware - Fata de varianta constructiva prezentata in raportul anterior au

fost realizate succesiv 3 modele exerimentale de potentiosat:

Modelul experimental nr.2- prezinta o imbunatatire fata de

varianta anterioara (raport. 3/2016) in sensul unei mai

bune separatii fata de celula galvanica (separare

galvanica), prezentand curenti de polarizare la intrare

mult mai mici;

Model experimental de potentiostat nr.2

Modelul experimental nr. 3 a fost realizat in doua variante, fiind folosite amplificatoare

operationale TL072 si TC913 compatibile pin cu pin;

Modelul experimental nr. 4 ce intra in componenta echipamentului de detectie realizat final

utilizeaza acelasi cablaj imprimat ca modelul nr. 3 insa este dotat cu amplificatoare

operationale de tip TC913, mult mai performante. De asemenea, contine un modul de

alimentare integrat si conectori externi pentru alimentarea de la retea, electrod si intrari si

iesiri catre placa de achizitie de date.

Pentru imbunatatirea performantelor sistemului de masurare au fost implementate

urmatoarele modificari:

a. au fost inlocuite amplificatoarele operationale tip TL07x (model nr.3) cu amplificatoare

de tip TC913ACPA (model nr. 4),

b. a fost modificata pozitionarea componentelor electronice pe placa de cablaj imprimat

pentru a minimiza lungimea traseelor de cupru cu scopul minimizarii zgomotului,

c. au fost prevazute condensatoare de filtrare pentru fiecare amplificator operational,

s-a introdus o filtrare software a semnalelor prin utilizarea medierii

Optimizarea software: Pentru inregistrarea datelor a fost conceput in LabView un

program capabil sa genereze o forma de unda triunghiulara standard pentru voltametrie

ciclica si sa inregistreze raspunsul sistemului.

Acestui program i s-au adus urmatoarele imbunatatiri:

a. capabilitatea de salvare a datelor,

b. posibilitatea selectarii factorului de amplificare al convertorului curent-tensiune,

c. afisarea voltamogramei in curent sau densitate de curent,

d. medierea valorilor pentru compensarea abaterilor cu distributie gaussiana (zgomot

de fond )

e. alegerea preferentiala a frecventei de esantionare si numarului de esantioane

mediate pentru compensarea influentei zgomotului produs de reteaua de alimentare.

Interfata programului pentru inregistrarile tensiune –curent ce inlocuiesc determinarile realizate prin

voltametrie ciclica (executate cu echipamentul VOLTALAB

6. Au fost sustinute experimentari de identificare a pesticidului de interes pe extracte

de sucuri de fructe/legume imbogatite in carbendazim cu ajutorul circuitului de tip

potentiostat optimizat.

7. Masuratorile executate au demonstrat functionalitatea imunosenzorului dezvoltat in

identificarea pesticidului selectat, cu asigurarea reproductibilitatii si asigurarea unei

erori standard < 10% (datorata in principal provenientei din loturi diferite a electrozilor

SPE)

Rezultat obtinut:

dezvoltarea si realizarea unei solutii mobile de testare privind indentificarea de

carbendazim in produse horticole: realizare echipament de identificare a

carbendazimului in produse horticole (imunobiosenzor+ dispozitiv de pozitionare

electrod+circuit de tip potentiostat+ soft dedicat aplicatiei)

Echipament de testare de tip potentiostat pentru identificare pesticide (carbendazim) in produse horticole

(realizat de catre CO)(include imunobiosenzor,sistem de pozitionare electrod, circuit de tip potentiostat, soft

dedicat + interfata grafica)

8. A fost realizat in Python un program ce poate fi rulat pe un sistem tip RaspBerry PI,

care prin intermediul unor circuite cu interfata de tip SPI poate genera si achizitiona

tensiuni electrice. Acest program realizeaza trei cicluri de test ca si cel realizat in

LabView dar selecteaza valorile de varf de pe cele trei cicluri si le mediaza (o alta

metoda de evaluare a valorii masurate). Valorile citite pot si trimise catre un server si

stocate

9. Suplimentar, s-a incercat (de catre P1) optimizarea unei imunometode competititive

atat cu 2-(2-Aminoethyl) benzimidazole (AEB), cat si cu carbendazim. In plus, practic

toti anticorpii monoclonali obtinuti in cadrul proiectului reactioneaza cu AEB. A fost

optimizat de catre partenerul P2 un imunosenzor bazat pe metoda ELISA competitiva

indirecta cu anticorpi obtinuti in cadrul proiectului, pentru detectia unor benzimidazoli din

produse horticole. In general, intervalul linear de detectie se situeaza in intervalul 5-50

μg carbendazim/ml si 5-100 μg AEB/ml. Pe probe horticole clarificate si imbogatite cu

analiti in concentratii cunoscute, metoda a condus la un procent mediu de recuperare

de minim 90%. Totodata, chiar daca obiectivele proiectului nu impuneau, partenerul

P2 a elaborat o noua metoda de determinare a carbendazimului din produse horticole

prin cromatografie de lichide de inalta performanta.

Sistem de pozitionare

electrod

Interfata

grafica

potentiostat

Diseminare rezultate 2017

1. Design of Carbon Nanoparticles For Immunoassay Development , 20th Romanian

International Conference on Chemistry and Chemical Engineering, RICCE 2017,

Gabriela Hristea, Mihai Iordoc, Daniel Lipcinski, Paula Barbu, Radu Tanasa

2. Sensitive Immunoassay Based on Carbon Nanoparticles, A 16-a editie a Seminarului

National De Nanostiinta si Nanotehnologie 2017 – Academia Romana, Gabriela

Hristea1, Mihai Iordoc, Daniel Lipcinski,Virgil Marinescu, Radu Tanasa

3. Impact of some rootstocks on tomato production , International Scientific Conference on

Earth and GeoScience, Hofburg Vienna, Austria, noiembrie 2017- lucrare acceptata,

Doltu Mădălina, Bogoescu Marian, Sora Dorin, Șovărel Gabriela

Brevete

1. Procedeu de obtinere nanoparticule carbonice pentru detectia de carbendazim

Cerere brevet nr: A/00560/09.08.2017 autori: Gabriela Hristea

2 Senzor carbonic pentru detectia de carbendazim

Cerere brevet nr: A/00606/30.08.2017 autori: G.Hristea, M.Iordoc,

D.Ovezea, P.Barbu, D.Lipcinski,

C.Stefanescu, G.Suciu

PN-II-PT-PCCA-2013-4-0128 contract 147/2014

IMUNOBIOSENZORI PENTRU DETECTIA RAPIDA A UNOR REZIDUURI DE

PESTICIDE CARBAMICE (CARBARYL, CARBENDAZIM) IN PRODUSE HORTICOLE

CARBADETECT

PARTICIPANTI IN PROIECT

Etapa 4/2017:

Demonstrare functionalitate model experimental de imunobiosenzor pentru

detectia reziduurilor de pesticide in produse horticole

PARTICIPANTI IN PROIECT

Coordonator : Institutul National de Cercetare Dezvoltare Pentru Inginerie Electrica ,

INCDIE ICPE CA

Partener 1: Institutul national de Cercetare Dezvoltare pentru Microbiologie si Imunologie

“Cantacuzino” Bucuresti (IC)

Partener 2 : Institutul de Cercetare–Dezvoltare pentru Industrializarea si Marketingul

Produselor Horticole-HORTING

Partener 3 : BEIA CONSULT INTERNATIONAL, PARTENER SIEMENS

Trasarea dreptei de regresie pentru domeniul de linearitate a intervalului de detectie

s-a efectuat utilizand primele trei concentratii standard, respectiv 100, 50 si 10 μg/ml. Dupa normalizarea valorilor medii ale rezultatelor obtinute cu concentratiile standard din intervalul de

linearitate, s-a calculat o sensibilitate analitica a imunotestului IC50 = 7,65 μg/ml si un interval de

detectie de 3,0 (IC80) – 51,95 (IC20) μg carbendazim/ml

Concentratia Tip proba Media Nivel Coeficient

Rezultatele imunotestului ELISA de competitie indirecta pentru evaluarea unor produse horticole

imbogatite cu carbendazim in concentratii cunoscute (n = 3 replicate/concentratie/proba)

Concentra Tip proba Media Nivel Coeficient

Rezultatele imunotestului ELISA de competitie indirecta pentru evaluarea unor

produse horticole imbogatite cu 2-(2-Aminoethyl) benzimidazole (AEB) in

concentratii cunoscute (n = 3 replicate/concentratie/proba)

Concentratia

de

carbendazim

initiala (μg/ml)

Tip proba Media

rezultatelor dupa

testare (μg/ml)

Nivel

recuperare

(%)

Coeficient

variabilitate (%)

50 Suc mere bio 50,30 100,6 2,6

Salata 47,00 94,0 1,7

Struguri 45,50 91,0 2,8

Tomate 51,20 102,4 1,9

Media 97,0

20 Suc mere bio 21,75 108,7 2,5

Salata 18,17 90,8 1,5

Struguri 15,47 77.3 2,9

Tomate 18,47 92,3 1,5

Media 92,3

10 Suc mere bio 9,76 97,6 3,1

Salata 7,96 79,6 1,8

Struguri 10,66 106,6 3,0

Tomate 7,96 79,6 3,1

Media 90,85

procentul de recuperare mediu a fost de peste 90% la toate concentratiile, cu o acuratete mai buna la

concentratia cea mai mare (50 μg/ml), aflata la limita superioara a intervalului de detectie a

imunosenzorului.

Concentra

tia de AEB

initiala

(μg/ml)

Tip proba Media

rezultatelor dupa

testare (μg/ml)

Nivel

recuperare

(%)

Coeficient

variabilitate

(%)

100 Suc mere bio 98,24 98,2 1,5

Salata 107,78 107,7 0,6

Struguri 106,46 106,4 1,1

Tomate 95,58 95,5 1,2

Media 101,9

20 Suc mere bio 19,45 97,2 3,1

Salata 21,58 107,9 1,8

Struguri 19,89 99,4 2,6

Tomate 23,70 118,5 2,9

Media 105,7

5 Suc mere bio 5,13 102,6 1,7

Salata 3,27 65,4 2,4

Struguri 5,21 104,2 0,5

Tomate 7,87 157,4 3,9

Media 107,4

Se observa ca procentul de recuperare mediu a fost de peste 100% la toate concentratiile,

cu o acuratete mai buna la concentratia cea mai mare (100 μg/ml), aflata la limita

superioara a intervalului de detectie a imunosenzorului, ca si in cazul carbendazimului

Model conceptual de imunobiosenzor pentru detectie pesticide pe baza de

electrozi modificati cu nanoparticule

Imunobiosenzori Sistem de ghidare bioreceptori

pe electrodul de lucru

Voltamograme ciclice obtinute pe varianta optimizata de imunobiosenzori

Obtinuti in cadrul proiectului

pentru diferite concentratii de carbendazim (de la 500 µM diluate pana la 1 µM)

la care s-a adaugat suc de mere

Voltamograme ciclice obtinute pe imunobiosenzori obtinuti in cadrul proiectului

pentru diferite concentratii de carbendazim

la care s-a adaugat suc de portocale

Voltamograme ciclice obtinute pt. Imunobiosenzorii dezvoltati in cadrul proiectului

pentru diferite concentratii de MBC la care s-a adaugat suc de castravete

Curbele de calibrare pentru imunobiosenzorii obtinuti in cadul acestui proiect

si testati pentru detectia de carbendazim pe diferite sucuri de legume si/sau

fructe

Interfata programului pentru inregistrarile tensiune –curent

ce inlocuiesc determinarile realizate prin voltametrie ciclica (executate cu

echipamentul VOLTALAB)Masuratori realizate cu ajutorul circuitului de tip potentiostat (ce include imunobiosenzorul varianta

experimentala optimizata) pe sucuri de fructe/legume (ex.suc de castraveti) imbogatite in carbendazim

PotentiostatPotentiostat miniaturizatminiaturizat

SistemSistem de de

pozitionarepozitionare

electrodelectrod ImunobiosenzorImunobiosenzor

InterfataInterfata graficagrafica

SistemSistem de de

achizitieachizitie datedate

Echipament de testare de tip

potentiostat (ce include

modelul experimental de

imunobiosenzor) pentru

identificare pesticide

(carbendazim) in produse

horticole (realizat de catre

CO)- demonstrator

Evenimente Organizate pe Parcursul Derularii Proiectului Carbadetect

Proiectul CARBADETECT și rezultatele proiectului CARBADETECT au fost prezentate prin participarea la următoarele evenimente, conferinţe, seminarii si workshop-uri naționale și internaţionale: • AGRIPLANTA 2017: eveniment ce a prezentat instrumente inovatoare pentru agricultura de

precizie, BEIA a participat cu ultimele noutăți ICT, printre care soluția Fieldeye, un mijloc prin care se pot captura video-uri și imagini și se pot genera informații viabile de mediu, dar si prin diseminarea soluției dezvoltate in proiectul Carbadetect.

• Bucharest TechWeek 2017: eveniment organizat la data de 26 mai în București, ce a prezentat soluții de comunicare în Cloud a oferit ocazia de a disemina progresele obținute in dezvoltarea soluției Cloud de preluare a datelor Carbadetect.

• Goodwine 2017-GoodWine, Romania’s Wine Convention, este cel mai important eveniment dedicat culturii vinului din Romania, evenimentul a avut loc în Bucuresti, 31 martie- Noiembrie 2017, la stand-ul BEIA fiind prezent proiectul CarbaDetect.

• Fabulous 2017: la acastă conferință este publicat următorul articol: “Pesticide Telemetry using

Potentiostat” (autori G. Suciu et.al.) și urmează să fi susținută prezentarea acestuia de către echipa BEIA în perioada 12-14 Octombrie 2017.

• TELFOR 2017 - BEIA planifică sa participe in cadrul conferinței cu următorul articol: "Methodical

detection of pesticide residues using Potentiostat". • Întâlniri, workshop-uri și cursuri de instruire ale echipei BEIA asociate proiectului