Razvoj prijenosnog analizatora za određivanje anionskih tenzida u otpadnim vodama (ANSURFAN) (voditelj: prof.dr.sc. Milan Sak-Bosnar) 2010. - 2012.

Znanstveno-razvojni projekt NZZ (danas HRZZ), 04.01. Partnerstvo u temeljnim istraživanjima:
Razvoj prijenosnog analizatora za određivanje anionskih tenzida u otpadnim vodama (ANSURFAN) (voditelj: prof.dr.sc. Milan Sak-Bosnar)
Cilj je predloženog projekta razvoj i konstrukcija analizatora za određivanje anionskih tenzida u otpadnim vodama. Uređaj će značajno otkloniti nedostatke standardne analitičke metodologije (dug i mukotrpan postupak, značajan utrošak kemikalija, korištenje i zbrinjavanje toksičnih otapala, problemi s obojenim i mutnim uzorcima i dr.), smanjiti troškove analize, osigurati promptnu reakciju na svako incidentno povećanje koncentracije anionskih tenzida u otpadnim vodama, te time omogućiti značajan doprinos zaštiti okoliša. Za kvantifikaciju tenzida koristit će se optički ili elektrokemijski detekcijski sustav. Mikrofluidičke tehnike bit će korištene za manipulaciju uzoraka i reagensa do reakcijske protočne ćelije. Akviziciju i obradu podataka, kao i upravljanje analizatorom obavljat će, u tu svrhu, posebno razvijeni software.
Objavljeni rezultati istraživanja na projektu:
• Izvorni znanstveni i pregledni radovi u CC časopisima – 4
• Znanstveni radovi u drugim časopisima – 1
• Znanstveni radovi u zbornicima skupova s međunarodnom recenzijom – 1
• Sažetci u zbornicima skupova – 6
• Disertacije – 1

Laboratorij za ispitivanje svojstava disperzija i materijala (voditelj: doc.dr.sc. Berislav Marković) 2009. - 2010.

Znanstveni projekt NZZ (danas HRZZ) – Potpora znanstvenicima povratnicima i znanstvenicima iz inozemstva:
Laboratorij za ispitivanje svojstava disperzija i materijala (voditelj: doc.dr.sc. Berislav Marković)
Projekt Laboratorij za ispitivanje svojstava disperzija i materijala (LIDMP) provodio se na Odjelu za kemiju Sveučilišta Josipa Jurja Strossmayera u Osijeku uz financijsku potporu Nacionalne zaklade za znanost, visoko školstvo i tehnologijski razvoj Republike Hrvatske (NZZ) kao i značajnu financijsku pomoć samog Sveučilišta. Kroz projekt su nabavljena dva kapitalna instrumenta koja do sada nisu bili na raspolaganju ne samo na Odjelu za kemiju nego niti u Hrvatskoj: Akustični/elektroakustični spektrometar za mjerenje veličine i naboja čestica (Dispersion Technology DT-1200) te visokotemperaturni (1600 oC) TGA/DSC sustav (Mettler-Toledo TGA/DSC Star 1 System). Korištenjem ovih, a i već postojećih instrumenata na Odjelu za kemiju (UV-Vis, FTIR), znanstveno-istraživački rad u ovom Laboratoriju odvija se kroz cijeli spektar predviđenih projekata iz područja anorganske kemije, kemije čvrstog stanja, ispitivanje mineralnih, plastičnih i keramičkih materijala, koloidne kemije, fizikalne kemije itd. Predviđena je vrlo aktivna suradnja s više domaćih privrednih organizacija/tvrtki: Chromos d.d. (rad na ispitivanju sirovina već započeo), Našicecement d.d., Holcim Hrvatska d.o.o. itd. U znanstvenim projektima i zajedničkim radovima sudjeluju i znanstvenici s Kemijskog odsjeka Prirodoslovno-matematičkog fakulteta Sveučilišta u Zagrebu, Instituta Ruđer Bošković te Columbia University iz New Yorka, SAD.
Objavljeni rezultati istraživanja na projektu:
• Izvorni znanstveni i pregledni radovi u CC časopisima – 2
• Znanstveni radovi u drugim časopisima – 3
• Znanstveni radovi u zbornicima skupova s međunarodnom recenzijom – 2
• Sažetci u zbornicima skupova – 6
• Disertacije – 1
• Završni i diplomski radovi – 13

Kemijski senzori za primjenu u biomedicini, hrani i zaštiti okoliša (voditelj: prof.dr.sc. Milan Sak-Bosnar) 2009.-2011.

Bilateralni projekt Hrvatska-Mađarska, MZOS:
Kemijski senzori za primjenu u biomedicini, hrani i zaštiti okoliša (voditelj: prof.dr.sc. Milan Sak-Bosnar)
Glavni cilj ovog projekta je bila izolacija, karakterizacija i kemijska modifikacija redoks komponenti iz bioloških materijala, sinteza novog tipa senzorskog materijala baziranog na ionskom paru, te također razvoj novog elektrokemijskog senzora za mjerenje redoks svojstava i redoks komponenti u biološkim materijalima, te određivanje koncentracije tenzida u uzorcima iz okoliša i industrije.
Princip redoks senzora osniva se na kemijskoj, biokatalitičkoj ili bioelektrokatalitičkoj oksidaciji analita, prevodeći ga u odgovarajući stabilan reduciran oblik. Promjene koncentracije analita i/ili produkta i/ili koncentracije oksidiranog/reduciranog oblika medijatora u korelaciji su s promjenama elektrodnog potencijala ili promjenama električne struje, mjereći direktno ili indirektno koncentraciju analita. Senzor za tenzide sastoji se od ionskog para koji ima funkciju ionskog izmjenjivača i selektivnog prijenosa naboja na granicama membrane. Taj selektivni prijenos naboja omogućava mjerenje koncentracije tenzida.
Objavljeni rezultati istraživanja na projektu:
• Izvorni znanstveni i pregledni radovi u CC časopisima – 1
• Sažetci u zbornicima skupova – 2

Kemijski senzori za primjenu u biomedicini, hrani i zaštiti okoliša (voditelj: prof.dr.sc. Milan Sak-Bosnar) 2006.-2013.

Znanstveni projekt MZOS:
Kemijski senzori za primjenu u biomedicini, hrani i zaštiti okoliša (voditelj: prof.dr.sc. Milan Sak-Bosnar)
Rastući interes za biomedicinsku dijagnostiku, suvremene postupke pripreme hrane, analizu prehrambenih proizvoda, kao i porast svijesti o toksičnim učincima kemikalija na okoliš, doveo je do potrebe praćenja raznih kemijskih i bioloških specija.To iziskuje prenosive, robusne, analitičke uređaje/senzore zadovoljavajuće osjetljivosti i dugog vijeka trajanja.
Glavni je cilj predloženog projekta razvoj novih redoks senzora i tenzidnih senzora.
Redoks senzori prvenstveno će se koristiti u biomedicini, medicinskoj dijagnostici, biotehnologiji, proizvodnji i analizi hrane, koristeći prirodne ili sintetičke proizvode kao osnovicu za senzorske materijale. Tenzidni senzori prvenstveno će biti dizajnirani za praćenje zaštite okoliša i industrijsku primjenu, koristeći sintetičke proizvode kao senzorske materijale.
Projekt će obuhvatiti izolaciju, karakterizaciju i kemijsku modifikaciju redoks spojeva iz bioloških materijala, sintezu novih tipova tenzidnih senzorskih materijala na osnovi ionskih parova, razvoj novih elektrokemijskih senzora za mjerenje redoks svojstava i redoks spojeva u biološkim materijalima, kao i koncentracije tenzida u uzorcima okoliša i industrijskim materijalima.
Princip redoks senzora osniva se na kemijskoj, biokatalitičkoj ili bioelektrokatalitičkoj oksidaciji analita, prevodeći ga u odgovarajući stabilan reduciran oblik. Promjene koncentracije analita i/ili produkta i/ili koncentracije oksidiranog/reduciranog oblika medijatora u korelaciji su s promjenama elektrodnog potencijala ili promjenama električne struje, mjereći direktno ili indirektno koncentraciju analita.
Tenzidni senzor, koji sadrži ionski par kao ionski-izmjenjivač, zasniva se na selektivnom prijenosu naboja na graničnom području membrane, rezultirajući promjenama elektrodnog potencijala koje su u korelaciji s koncentracijom tenzida.
Očekivani rezultati istraživanja uključuju:
• izolaciju redoks spojeva iz bioloških materijala, njihovu kemijsku i fizikalno-kemijsku karakterizaciju,
• modifikaciju izoliranih redoks spojeva i primjenu novih modificiranih redoks derivata kao senzorskih elemenata za razvoj novih redoks senzora,
• razvoj nove metode za mjerenje redoks svojstava i određivanje redoks spojeva u biološkim materijalima,
• konstrukciju novog, specifičnijeg, osjetljivijeg, trajnijeg, bržeg i jeftinijeg tenzidnog senzora.
Predložena ispitivanja doprinijet će primjeni novih senzorskih materijala za kvantifikaciju redoks spojeva i tenzida, uvodeći nove mjerne principe i nove, brže i jeftinije analitičke metode za njihovo određivanje.

Objavljeni rezultati istraživanja na projektu:
• Izvorni znanstveni i pregledni radovi u CC časopisima – 15
• Znanstveni radovi u drugim časopisima – 1
• Znanstveni radovi u zbornicima skupova s međunarodnom recenzijom – 1
• Sažetci u zbornicima skupova – 8
• Disertacije – 3
• Diplomski radovi – 2

Razvoj i konstrukcija potenciometrijskog mikrosenzora za tenzide (voditelj: prof.dr.sc. Milan Sak-Bosnar)

PoC projekt, šifra: „PoC5_5_12”
Razvoj i konstrukcija potenciometrijskog mikrosenzora za tenzide (voditelj: prof.dr.sc. Milan Sak-Bosnar)
Projekt obuhvaća razvoj i konstrukciju potenciometrijskog mikrosenzora za tenzide koji će služiti za mjerenje koncentracije ionskih površinski aktivnih tvari u tenzidnim sirovinama, industrijskim proizvodima, proizvodima široke potrošnje, farmaceutskim i kozmetičkim proizvodima, otpadnim vodama i dr. Ključne tehničke karakteristike mikrosenzora su dinamički odziv, područje linearnog opsega mjerenja i granica detekcije. Na tržištu ne postoji potenciometrijski mikrosenzor za tenzide. Pored toga u senzor će biti implementirani novi dizajnirani senzorski materijal, kao i novi nosač i vodljivi supstrat. Kao rezultat projekta očekuje se prototip potenciometrijskog tenzidnog mikrosenzora. Mikrosenzor može biti korišten kao detektor završne točke pri potenciometrijskim mikrotitracijama ionskih tenzida ili za direktno mjerenje koncentracije ionskih tenzida u različitim proizvodima i otpadnim vodama. S obzirom na svoje minijaturne dimenzije, mikrosenzor će se moći koristiti i kao specifični detektor pri mikrofluidičkim tehnikama kao što su analiza injektiranjem u protok (Flow Injection Analysis, FIA) i sekvencijalna injekcijska analiza (Sequential Injection Analysis, SIA), kao i separacijskim tehnikama (HPLC), supstituirajući pri tome višestruko skuplje, glomaznije nespecifične detektore, kao što su optički detektori, konduktometrijski i drugi detektori.

Objavljeni rezultati istraživanja na projektu:
• Poglavlja u knjizi – 1

Razvoj i konstrukcija potenciometrijskog mikrosenzora za tenzide (voditelj: prof.dr.sc. Milan Sak-Bosnar) 2014.-2015.

PoC projekt, šifra: „PoC5_5_12”
Razvoj i konstrukcija potenciometrijskog mikrosenzora za tenzide (voditelj: prof.dr.sc. Milan Sak-Bosnar)
Projekt obuhvaća razvoj i konstrukciju potenciometrijskog mikrosenzora za tenzide koji će služiti za mjerenje koncentracije ionskih površinski aktivnih tvari u tenzidnim sirovinama, industrijskim proizvodima, proizvodima široke potrošnje, farmaceutskim i kozmetičkim proizvodima, otpadnim vodama i dr. Ključne tehničke karakteristike mikrosenzora su dinamički odziv, područje linearnog opsega mjerenja i granica detekcije. Na tržištu ne postoji potenciometrijski mikrosenzor za tenzide. Pored toga u senzor će biti implementirani novi dizajnirani senzorski materijal, kao i novi nosač i vodljivi supstrat. Kao rezultat projekta očekuje se prototip potenciometrijskog tenzidnog mikrosenzora. Mikrosenzor može biti korišten kao detektor završne točke pri potenciometrijskim mikrotitracijama ionskih tenzida ili za direktno mjerenje koncentracije ionskih tenzida u različitim proizvodima i otpadnim vodama. S obzirom na svoje minijaturne dimenzije, mikrosenzor će se moći koristiti i kao specifični detektor pri mikrofluidičkim tehnikama kao što su analiza injektiranjem u protok (Flow Injection Analysis, FIA) i sekvencijalna injekcijska analiza (Sequential Injection Analysis, SIA), kao i separacijskim tehnikama (HPLC), supstituirajući pri tome višestruko skuplje, glomaznije nespecifične detektore, kao što su optički detektori, konduktometrijski i drugi detektori.

Objavljeni rezultati istraživanja na projektu:
• Poglavlja u knjizi – 1

Razvoj novog senzora za određivanje anionskih tenzida (voditelj: dr.sc. Mirela Samardžić, docent) 2013.-2014.

Interni sveučilišni projekt:
Razvoj novog senzora za određivanje anionskih tenzida (voditelj: dr.sc. Mirela Samardžić, docent)
Anionski tenzidi su najviše korištena skupina tenzida čija je potrošnja u 2010. godini bila 6.5 milijuna tona, a do 2018. godine se procjenjuje da će tržište tenzida iznositi 41 bilijun američkih dolara. Predstavljaju oko 70 % ukupno proizvedenih i korištenih tenzida.
Standardni postupci za određivanje anionskih tenzida su titracija u dvije faze (za određivanje u sirovinama, tj. proizvodima gdje se očekuju veće koncentracije tenzida) i MBAS metoda (Methylene Blue Active Substances), za određivanje u otpadnim vodama, tj. za određivanje niskih koncentracija tenzida. Obje metode koriste kancerogena i vrlo toksična otapala za koje je potrebno imati organizirano skladištenje i odlaganje takvog otrovnog otpada, nemoguće ih je automatizirati, ovise o iskustvu analitičara koji ih izvodi, teško se primjenjuju u složenijim sustavima itd. Svi gore navedeni nedostaci, kao i ogromno tržište anionskih tenzida ukazuju na potrebu razvoja jednostavnog, pouzdanog, jeftinog, ekološki prihvatljivog, minijaturiziranog senzora koji bi koristio minimalne količine netoksičnih otapala. Ovaj projekt obuhvaća razvoj novog potenciometrijskog senzora za određivanje anionskih tenzida u sirovinama koje sadrže tenzide, industrijskim proizvodima, proizvodima za osobnu njegu, kozmetičkim i farmaceutskim proizvodima, prehrambenim proizvodima, otpadnim vodama, uzorcima iz okoliša, itd.
Projekt se sastoji od nekoliko glavnih faza: sinteza novog senzorskog materijala; razvoj i primjena nove tenzidno-selektivne elektrode s tekućom membranom u koju je implementiran novosintetizirani senzorski materijal; razvoj i primjena elektrode s grafitnom pastom modificiranom novim senzorskim materijalom; razvoj screen-printed elektrode (SPE) modificirane novim senzorskim materijalom i kao krajnji cilj razvoj metode za određivanje anionskih tenzida sustavom za analizu injektiranjem u protok (FIA) i sekvencijalnu injekcijsku analizu (SIA) koristeći minijaturiziranu screen-printed elektrodu.
Razvijeni senzori koristit će se za određivanje anionskih tenzida u realnim uzorcima: komercijalnim deterđentima i otpadnim vodama. Točnost dobivenih rezultata provjerit će se referentnim metodama (titracija u dvije faze i MBAS metoda).
Predloženo istraživanje ima veliki značaj s obzirom na ranije opisano tržište anionskih tenzida. Kao krajnji cilj projekta bit će razvijen senzor bez nedostataka koje imaju referentne metode, ekološki prihvatljiv (što je u današnje vrijeme vrlo značajno), minijaturiziran, automatiziran, jeftin, te pouzdan i točan.

Objavljeni rezultati istraživanja na projektu:
• Izvorni znanstveni i pregledni radovi u CC časopisima – 2
• Znanstveni radovi u zbornicima skupova s međunarodnom recenzijom – 4
• Disertacije – 1
• Završni radovi – 4

.

Elektrokemijska i strukturna analiza Schiffovih baza (voditelj: dr.sc. Martina Medvidović-Kosanović, docent) 2013.-2014.

Elektrokemijska i strukturna analiza Schiffovih baza (voditelj: dr.sc. Martina Medvidović-Kosanović, docent)
xDo sada su sintetizirane i karakterizirane različite Schiffove baze i njihovi kompleksi s metalnim ionima, a istraživanja su pokazala da se pojedine Schiffove baze mogu koristiti kao elektrokemijski senzori za određivanje različitih metalnih kationa (npr. Cd2+, Cu2+, Hg2+, Nd3+ i sl.). U okviru ovog projekta će mehanotehnikom biti sintetizirane nove Schiffove baze i njihovi metalni kompleksi. Dobiveni spojevi bit će karakterizirani FT-IR i UV/VIS spektroskopijom, TG/DSC analizom, elementarnom analizom, te 13C-NMR i 1H-NMR analizom. Strukture dobivenih spojeva bit će određene rentgenskom difrakcijom.
Primjenom voltametrijskih tehnika bit će opisana oksido-redukcijska svojstva ispitivanih Schiffovih baza i njihovih metalnih kompleksa. Također će biti ispitana i senzorska svojstva navedenih spojeva uporabom potenciometrije. Projektom se želi dokazati da novosintetizirane Schiffove baze, kao i njihovi kompleksi s metalnim kationima, mogu biti korišteni za izradu potenciometrijskih senzora. Spojevi koji se pokažu kao najbolji senzorski materijal mogu biti korišteni za izradu senzora kojima će se detektirati metalni kationi u realnim uzorcima (u vodi, uzorcima hrane, lijekovima i sl.)
Objavljeni rezultati istraživanja na projektu:
• Izvorni znanstveni i pregledni radovi u CC časopisima – 1
• Radovi prihvaćeni za objavljivanje u CC časopisima – 1
• Znanstveni radovi u zbornicima skupova s međunarodnom recenzijom – 2
• Sažetci u zbornicima skupova – 3
• Završni rad – 3

Razvoj kemijskog senzora za određivanje stresa kod ljudi (voditelj: dr.sc. Nikola Sakač, docent) 2013.-2014.

Razvoj kemijskog senzora za određivanje stresa kod ljudi (voditelj: dr.sc. Nikola Sakač, docent)
xJoš davne 1926. stres je definiran kao ”nespecifičan odgovor organizma na vanjske stimulanse”. Današnji način života pun je stresnih situacija i postoji velik interes za kvantifikacijom ljudskog stresa pri određenim stresnim situacijama. Reakcija na stres pod kontrolom je središnjeg živčanog sustava koji oslobađa hormone i enzim ptijalin. Kako posjeduje golem dijagnostički potencijal, ptijalin je jedan od najatraktivnijih salivarnih biomarkera.
Ciljevi projekta su razviti brzi, jednostavni i precizni kemijski senzor za određivanje razine stresa kod ljudi mjerenjem koncentracije enzima ptijalina u slini. Senzor mora biti neinvazivan, pa je potrebno razviti metodu za uzorkovanje sline. Kvantitativno odrediti utjecaj i razlike kod stresnih situacija na razinu stresa kod ljudi.
Ptijalin hidrolizira škrob, te što je veća koncentracija ptijalina, više će se škroba hidrolizirati. Nehidrolizirani škrob, čija je koncentracija obrnuto proporcionalna koncentraciji ptijalina, stvara kompleks s trijodidom smanjujući pritom početnu koncentraciju trijodida. Promjena koncentracije trijodidnog iona izaziva promjenu vrijednosti omjera koncentracija redoks para trijodid/jodid, što prema Nernstovom izrazu (elektrokemija) uzrokuje promjenu redoks potencijala redoks senzora. Ta je promjena u direktnoj korelaciji s koncentracijom ptijalina. U radu je uporabom platinskog redoks senzora provedena direktna potenciometrijska metoda za određivanje aktivnosti ptijalina u biološkim uzorcima sline.
Objavljeni rezultati istraživanja na projektu:
• Izvorni znanstveni i pregledni radovi u CC časopisima – 1
• Sažetci u zbornicima skupova – 1
• Oralno izlaganje na konferenciji – 1
• Diplomski radovi – 2