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CNR, MaRS-Lab

Denominazione Centro
CNR, MaRS-Lab: Istituto di Chimica dei Composti Organometallici (ICCOM) del Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR), Sede Secondaria di Pisa, Laboratorio di Risonanze Magnetiche.
Indirizzo
Area della Ricerca del CNR, via G. Moruzzi 1, 56124, Pisa
Responsabile e persone di contatto
Nome Ruolo Telefono E-Mail
Claudia Forte Responsabile Sede Secondaria 050 3152462 claudia.forte@cnr.it
 Claudia Forte Referente MaRS-Lab 050 3152462 mars-lab@pi.iccom.cnr.it
Keywords
Risonanza paramagnetica elettronica (EPR); Risonanza magnetica nucleare (NMR); rilassometria NMR; caratterizzazione strutturale, dinamica e morfologica di materiali polimerici e compositi; caratterizzazione strutturale e dinamica di materiali soft; caratterizzazione strutturale e dinamica di materiali paramagnetici; caratterizzazione strutturale di cementi.
Il centro ha aderito al “progetto laboratori” ed è stato inserito nel repertorio regionale di cui al Decreto n.4819 del 27-10-2014?
NO
Descrizione del centro
Il laboratorio di Risonanze Magnetiche (MaRS-Lab) è uno dei cinque laboratori della sede secondaria di Pisa dell’Istituto di Chimica dei Composti Organometallici. Il MaRS-Lab, in cui operano 3 ricercatori a tempo indeterminato, 1 a tempo determinato, e 2 associati di ricerca, è dedicato allo sviluppo di tecniche di spettroscopia di risonanza magnetica nucleare (NMR) e risonanza paramagnetica elettronica (EPR) e all’applicazione di queste tecniche a problemi di interesse per la chimica, la biomedicina, la scienza dei materiali, e le scienze ambientali.
Ambiti di applicazione e Servizi
COMPETENZEI ricercatori del MaRS-Lab hanno esperienza pluriennale nello sviluppo e applicazione di tecniche spettroscopiche e rilassometriche EPR e NMR, sia in soluzione che allo stato solido.

La spettroscopia EPR è applicata a sistemi paramagnetici o marcati con sonde paramagnetiche per ottenere informazioni strutturali (geometria di coordinazione e struttura elettronica) e dinamiche e per caratterizzare il meccanismo e la cinetica di reazioni radicaliche. In particolare sono studiati:

  • complessi di metalli di transizione;
  • sistemi biologici quali membrane, proteine e tessuti vegetali;
  • processi radicalici;
  • proprietà pro- e anti-ossidanti di molecole di origine naturale o sintetica.

La spettroscopia NMR è applicata per la caratterizzazione chimico-fisica di una vasta gamma di materiali, dalle piccole molecole ai polimeri, di natura organica, inorganica o composita, sia in soluzione che in fase condensata (liquidi, solidi cristallini e amorfi, e materiali soft). Grazie allo sfruttamento di diversi nuclei (1H, 2H, 19F, 31P, e 13C per materiali organici e 29Si, 11B, 23Na, 27Al, 7Li, 31P per materiali inorganici) ed esperimenti, la spettroscopia NMR dà informazioni sulla composizione, la struttura e la morfologia di materiali su una scala spaziale che va da 0.1 a 100 nm e informazioni dinamiche su una scala temporale che va dal ps al s. In particolare questa tecnica è applicata allo studio di:

  • materiali polimerici e compositi (composizione chimica; individuazione e quantificazione di fasi cristalline, amorfe, e interfacce; caratterizzazione strutturale delle fasi e determinazione delle dimensioni; studio dell’interazione fra le diverse componenti; caratterizzazione di processi di autoaggregazione e delle strutture supramolecolari risultanti; studio di variazioni strutturali e di processi dinamici in funzione della temperatura, dell’invecchiamento o della degradazione dei materiali);
  • materiali liquido-cristallini (caratterizzazione dell’organizzazione e della dinamica molecolare in fasi liquido-cristalline; studio delle transizioni di fase; valutazione di variazioni indotte sul comportamento mesofasico da soluti);
  • idrogeli (struttura e dinamica del reticolo polimerico; stato dell’acqua e sue interazioni con il reticolo polimerico; processo di formazione dell’idrogelo e eventuali fenomeni di degradazione con variazioni di parametri quali la temperatura o il pH; interazione con molecole ospite);
  • liposomi e membrane (organizzazione molecolare e moti di fosfolipidi in doppi strati di origine sintetica o naturale anche in presenza di fattori esterni quali temperatura e pH e/o piccole molecole quali steroli o farmaci);
  • materiali inorganici quali zeoliti, ceramiche, catalizzatori, vetri (caratterizzazione della struttura);
  • cementi a base di Ca o Mg (caratterizzazione della struttura e del processo di idratazione);
  • materiali paramagnetici e super-paramagnetici nanostrutturati (determinazione della rilassività per valutarne l’applicabilità come agenti di contrasto in imaging a risonanza magnetica).

SERVIZI

Il MaRS-Lab può offrire i seguenti servizi di ricerca ed analisi:

  • Spettroscopia di risonanza magnetica nucleare (NMR) multinucleare in soluzione; intervallo di temperatura: – 60 °C – 100 °C; il servizio consiste nella registrazione ed eventuale interpretazione di spettri NMR mono e bi-dimensionali di diversi nuclei con esperimenti specifici e/o nella misura ed eventuale analisi di tempi di rilassamento nucleari.
  • Spettroscopia di risonanza magnetica nucleare (NMR) multinucleare a stato solido; intervallo di temperatura: – 60 °C – 100 °C; il servizio consiste nella registrazione ed eventuale interpretazione di spettri NMR mono e bi-dimensionali di diversi nuclei con esperimenti specifici e/o nella misura ed eventuale analisi di tempi di rilassamento nucleari.
  • Rilassometria NMR mediante fast field-cycling; intervallo di temperatura: – 60 °C – 140 °C; il servizio consiste nella misura ed eventuale analisi di tempi di rilassamento longitudinale del nucleo 1

Spettroscopia di risonanza paramagnetica elettronica (EPR) in banda X in soluzione e allo stato solido; intervallo di temperatura: 4 K – 373 K; il servizio consiste nella registrazione ed eventuale interpretazione di spettri EPR.

Collaborazioni e contratti con imprese ed altri centri: 

  • Institute of Nuclear Physics, PAS, Cracovia, Polonia. Studio del polimorfismo e delle proprietà strutturali e dinamiche di materiali soft mediante tecniche spettroscopiche NMR e rilassamento dielettrico;
  • Max Mousseron Institute of Biomolecules, CNRS Montpellier, Francia, collaborazione nell’ambito di H2020-MSCA-IF-2014 “LX micelles-Coordination chemistry in doubly stabilized micelles for the targeted delivery of cytostatic drugs in cancer therapy”;
  • Dipartimento di Ingegneria Meccanica ed Aerospaziale del Politecnico di Torino, Studio delle proprietà rilassometriche di agenti di contrasto nanostrutturati;
  • Istituto Italiano di Tecnologia, Centro per la Micro-Biorobotica presso Scuola Superiore Sant’Anna, Pontedera, Studio delle proprietà rilassometriche di agenti di contrasto nanostrutturati;
  • Dipartimento di Chimica Ugo Schiff e CSGI dell’Università di Firenze, Sviluppo e caratterizzazione di materiali cementizi eco-sostenibili.
Infrastrutture e principali attrezzature
 Strumentazione per spettroscopia di risonanza magnetica:

  • Spettrometro NMR Bruker AMX300-WB (frequenza di Larmor per il nucleo 1H di 300 MHz) provvisto di probes per esperimenti in soluzione (nuclei da 109Ag a 31P, e 1H) e allo stato solido (nuclei dal 2H al 31P, e 1H, probe CPMAS da 4mm; massima velocità di rotazione all’angolo magico di 15 kHz), operante nell’intervallo di temperatura fra -60 °C e 100 °C.
  • Rilassometro NMR Fast Field-Cycling Stelar Spinmaster FFC-2000 operante a frequenza variabile per il nucleo 1H (da 0.01 to 42.6 MHz) nell’intervallo di temperatura fra -140 °C e 140 °C.
  • Spettrometro EPR in banda X Varian E112 fornito di: accessori per ENDOR e LOMENDOR in onda continua e a impulsi; sistema di controllo della temperatura Varian E257; sistema di controllo della temperatura ITC4 Oxford Intelligent; criostato ad elio Oxford; Field-frequency lock; Gaussimetro e frequensimetro Bruker; amplificatori di potenza a radiofrequenza EIN 3200L (da 250 kHz a 120 MHz, 200W) e KALMUS (da 100 kHz a 220 MHz,1kW) e operante nell’intervallo di temperatura fra 4K e 373 K.
Modalità di accesso
E’ possibile avere accesso alle strutture tramite convenzione e/o contratti di ricerca.Il laboratorio può essere contattato al seguente indirizzo e-mail:

mars-lab@pi.iccom.cnr.it;

Altre informazioni sono disponibili sul sito: http://www.pi.iccom.cnr.it/MaRS-Lab

Brevetti
  1. Pat. EP1094106, 25/04/2001; PCT, WO01/29165, 26/04/2001; Aust. Pat. AU1212901, 30/04/2001; USA Pat. US6566320, 20/05/2003; Austrian Pat. AT241689, 15/06/2003; Spanish Pat. ES2199877 ,  01/03/2004 ; Deutsches Pat. DE60003059 , 08/04/2004. Designated States: AE, AG, AL, AM, AT, AU, AZ, BA, BB, BG, BR, BY, BZ, CA, CH, CN, CR, CU, CZ, DE, DK, DM, DZ, EE, ES, FI, GB, GD, GE, GH, GM, HR, HU, ID, IL, IN, IS, JP, KE, KG, KP, KR, KZ, LC, LK, LR, LS, LT, LU, LV, MA, MD, MG, MK, MN, MW, MX, MZ, NO, NZ, PL, PT, RO, RU, SD, SE, SG, SI, SK, SL, TJ, TM, TR, TT, TZ, UA, UG, US, UZ, VN, YU, ZA, ZW. African Regional Intellectual Property Org. (ARIPO) (GH, GM, KE, LS, MW, MZ, SD, SL, SZ, TZ, UG, ZW). Eurasian Patent Organization (EAPO) (AM, AZ, BY, KG, KZ, MD, RU, TJ, TM). European Patent Office (EPO) (AT, BE, CH, CY, DE, DK, ES, FI, FR, GB, GR, IE, IT, LU, MC, NL, PT, SE). African Intellectual Property Organization (OAPI) (BF, BJ, CF, CG, CI, CM, GA, GN, GW, ML, MR, NE, SN, TD, TG). Autori: G. Chiaradonna, F. Cicogna, G. Ingrosso, C. Pinzino, V. Del Duca, S. Scialla; Titolo: Cleaning composition.
  2. Pat. EP1094057, 25/04/2001; PCT, WO01/28973, 26/04/2001; Aus. Pat. AU8028700, 30/04/2001; USA Pat. US6569826 27/05/2003; Austrian Pat. AT236117, 15/04/2003; Spanish Pat. ES2194436 , 16/11/2003; USA Pat. US2004097391,  20/05/2004; Deutsches Pat. DE69906530, 26/02/2004 ; USA Pat. US6991747, 31/01/2006. Designated States: AE, AG, AL, AM, AT, AU, AZ, BA, BB, BG, BR, BY, BZ, CA, CH, CN, CR, CU, CZ, DE, DK, DM, DZ, EE, ES, FI, GB, GD, GE, GH, GM, HR, HU, ID, IL, IN, IS, JP, KE, KG, KP, KR, KZ, LC, LK, LR, LS, LT, LU, LV, MA, MD, MG, MK, MN, MW, MX, MZ, NO, NZ, PL, PT, RO, RU, SD, SE, SG, SI, SK, SL, TJ, TM, TR, TT, TZ, UA, UG, US, UZ, VN, YU, ZA, ZW. African Regional Intellectual Property Org. (ARIPO) (GH, GM, KE, LS, MW, MZ, SD, SL, SZ, TZ, UG, ZW). Eurasian Patent Organization (EAPO) (AM, AZ, BY, KG, KZ, MD, RU, TJ, TM). European Patent Office (EPO) (AT, BE, CH, CY, DE, DK, ES, FI, FR, GB, GR, IE, IT, LU, MC, NL, PT, SE). African Intellectual Property Organization (OAPI) (BF, BJ, CF, CG, CI, CM, GA, GN, GW, ML, MR, NE, SN, TD, TG). Autori: G. Chiaradonna, F. Cicogna, G. Ingrosso, C. Pinzino, E. Franchi, V. Del Duca, S. Scialla; Titolo: Radical scavenger.
Collaborazioni e partecipazioni in ambito nazionale ed EU a reti ed organizzazioni strutturate (quali cluster, nazionali ed europei, PPP, reti di ricerca, reti COST, etc.)
Progetti Nazionali:

  • Futuro in ricerca (FIR2013 RBFR132WSM, 2014-2017): Materiali nanostrutturati avanzati per cementi eco-sostenibili: indagine delle proprietà strutturali e strategie innovative per il loro miglioramento.
  • Progetto “SELFIE”, finanziato dalla Regione Toscana, Bando FAR-FAS 2014 nell’ambito del Programma PAR FAS 2007-2013 Linea d’Azione 1.1.

Progetti bilaterali:

  • Progetto bilaterale CNR-PAS (Polish Academy of Sciences) 2014-2016: “Studies of phase polymorphism and dynamics in selected soft materials”

Azioni COST:

  • COST Action CA 15209- European Network on NMR Relaxometry

Come aderire

Per aderire è necessario riempire in ogni campo il form di adesione, effettuarne la stampa su carta intestata della azienda.

Flyer Distretto

Effettua il download della brochure del Distretto MATE

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