Oznaka poročila: ARRS-RPROJ-ZP-2013/110 ZAKLJUČNO POROČILO RAZISKOVALNEGA PROJEKTA A. PODATKI O RAZISKOVALNEM PROJEKTU 1.Osnovni podatki o raziskovalnem projektu Šifra projekta L2-2283 Naslov projekta Vpliv sestave polimerizacijske mešanice na latnosti poroznih monolitov Vodja projekta 12728 Aleš Podgornik Tip projekta L Aplikativni projekt Obseg raziskovalnih ur 4650 Cenovni razred B Trajanje projekta 05.2009 - 04.2012 Nosilna raziskovalna organizacija 1655 BIA Separations d.o.o. Podjetje za separacijske tehnologije d.o.o. Raziskovalne organizacije -soizvajalke 794 Univerza v Mariboru, Fakulteta za kemijo in kemijsko tehnologijo Raziskovalno področje po šifrantu ARRS 2 TEHNIKA 2.02 Kemijsko inženirstvo 2.02.05 Polimerno inženirstvo Družbenoekonomski cilj 06. Industrijska proizvodnja in tehnologija 2.Raziskovalno področje po šifrantu FOS1 Šifra 2.04 -Veda 2 Tehniške in tehnološke vede - Področje 2.04 Kemijsko inženirstvo B. REZULTATI IN DOSEŽKI RAZISKOVALNEGA PROJEKTA 3.Povzetek raziskovalnega projekta2 SLO Monolitni kromatografski nosilci so se izkazali kot zelo učinkoviti pri čiščenju velikih proteinov, DNA in virusov pri čemer so ključnega pomena njihove adsorbcijske in mehanske lastnosti. Prve določamo predvsem z naravo funkcionalnih skupin, ki jih vežemo na površino por, druge pa so odvisne od kemijskih in strukturnih lastnosti monolita. Če so prve bistvene za kromatografske lastnosti monolitov, kot so specifičnost vezave, selektivnost, izkoristek in dinamična vezna kapaciteta, pa druge vplivajo na stisljivost monolita in seveda pogoje pod katerimi pride do zloma, čemur se moramo izogniti z ustreznim dimenzioniranjem geometrije samega monolita, pa tudi z ustrezno konstrukcijo ohišja v katerga je monolit vpet. Zaradi tega smo tekom projekta pripravili monolite z različnimi funkcionalnimi skupinami in preverili njihovo stabilnost pod različnimi pogoji, kot tudi njihove kromatografske lastnosti za velike biološke makromolekule, predvsem proteine, plazmidno DNA in viruse. Za karakterizacijo monolitov z velikimi funkcionalnimi skupinami smo razvili metodo na osnovi padca tlaka, ki omogoča določitev debeline sloja pod naravnimi pogoji. Vzporedno s tem smo spreminjali tudi pogoje polimerizacije samega monolita in tako vplivali na njegove strukturne lastnosti in s tem posledično tudi mehanske. Vpliv dodajanja etil heksil akrilata smo preučevali na poroznih membranah, kjer je elastičnost še posebej pomembna. Rezultat raziskav so korelacije med strukturnimi in mehanskimi lastnostmi, še posebej odvisnost med stisljivostnimi moduli, nateznostnimi moduli in zlomnimi napetostmi ter velikostjo por monolita in njegovo poroznostjo. Vsi ti rezultati so bili upoštevani pri razvoju nove generacije monolitov, kar se je odrazilo tako v izboljšanih lastnostih obstoječih produktov kot tudi v razvoju novih. V okviru projekta sta bili zaključeni tudi dve doktorski in eno diplomsko delo, objavljenih pa tudi več člankov v mednarodnih revijah. ANG Monolithic chromatographic supports were found to be very efficient for purification of large biological macromolecules like large proteins, DNA and viruses. Their performance is mainly determined by monolith adsorption and mechanical properties. Adsorption properties are related to the nature of functional groups present on the pore surface and define chromatographic properties like specificity of binding, selectivity, recovery and dynamic binding capacity. On the other hand, mechanical properties which depend on skeleton chemistry and microscopic structure, affect monolith compressibility and facture strength. As such they are crucial for proper dimensioning of monolith housing and especially geometry, avoiding in this way any malfunctioning during operation. Through the course of the project monoliths having different functionalities and structure were prepared and tested with macromolecular samples like proteins, plasmid DNA and viruses. Besides, chemical stability of different functionalities was investigated. For characterization of monolith bearing large functionalities such as grafted polymeric chains, novel method for estimation of grafted layer thickness was developed and further applied for study of adsorbed molecule behavior. Different polymerization conditions were implemented to obtain monoliths having various pore size and porosity. Effect of EHA addition was also explored, in particular for methacrylate porous membranes, for which flexibility is a key feature. As an outcome of these investigations, correlations between structural and mechanical properties were developed, especially effect of monolith porosity and pore size on compression modulus as well as on compressive and tensile strength. Obtained results were incorporated in development of new generation of monoliths, resulting in new products and improvement of the existing ones. In addition, within the frame of this project also two PhD and one diploma thesis were completed. 4.Poročilo o realizaciji predloženega programa dela na raziskovalnem projektu3 Pogoji polimerizacije ključno vplivajo na strukturo monolita. Poleg homogenosti, ki je bistvenega pomena za visoko učinkovitost, so pomembni tudi porazdelitev velikosti por, ki vpliva tako na učinkovitost kot tudi na padec tlaka ter specifično površino dostopno za vezavo makromolekul, in poroznost, ki ima ključen pomen prav tako pri padcu tlaka in posledično pri strižnih silah, katerim so izpostavljene moleluke med potovanjem skozi nosilec. Po pričakovanju se je izkazalo, da nižji odstotek inicijatorja upočasni reakcijsko hitrost polimerizacije, izkazalo pa se je tudi, da kljub izrazito avtokatalitski naravi metakrilatne polimerizcije, povzroča tudi spremembe v velikosti por, medtem ko nima neposrednega učinka na poroznost. Počasnejša kinetika reakcije tvorbe monolita ima za posledico višjo homogenost monolita ter s tem višjo učinkovitost ločbe, kar smo dokazali z merjenjem disperzije. Podatki niso bili objavljeni, ker predstavljajo »know-how« podjetja in so bili kot taki uporabljeni pri izboljšavi obstoječih in načrtovanju novi produktov (interna inovacija podjetja BIA Separations 07/2011). Na strukturo monolita smo vplivali tudi s spreminjanjem pogojev polimerizacije, predvsem temperature polimerizacije, ter s spreminjanjem sestave polimerizacijske mešanice, narave porogenov, njihovega deleža glede na monomere in pa s spreminjanjem same narave monomerov, predvsem dodajanja etil heksil akrilata (EHA), ki zaradi svoje linearne strukture povečuje elastičnost. Če zaradi ohranjanja propustnosti ta lastnost ni ključnega pomena za monolite v obliki kolon, diskov ali cilindrov, pa je zelo pomembna pri monolitih membranskih oblik, kjer padec tlaka ni velik in zato povečanje stiljivosti ni problem. Prav zaradi tega smo te vpliva preučevali na membranah, v konkretnem primeru s polyHIPE strukturo. Izsledki so bili objavljeni v mednarodni reviji. Monolite z različnimi velikosti por in različno poroznostjo smo uporabili za študij mehanskih lastnosti. Le te so bistvenega pomena za napovedovanje hidrodinamskih lastnosti, predvsem stisljivosti monolita pri velikih pretokih, in pa določanja napetosti, ki privede do zloma monolita, čemur se moramo seveda izogniti pri njegovi uporabi. Eden izmed ključnih problemov je bila določitev geometrije monolitov, ki bo dala ponovljive rezultate. Standardne geometrije za izvajanje mehanskih lastnosti namreč niso praktične za izdelavo samega monolita, zaradi česar smo testirali alternativne oblike, predvsem paličaste s tem, da smo spreminjali dolžine in premere. Optimizacija je omogočila ustrezno robustnost metode, ki je predpogoj za zanesljive in ponovljive rezultate. Izkazalo se je, da smo za teste stisljivosti lahko uporabili bistveno manjše dolžine monolitnih palic kot za natezne teste, ki so posebno problematični zaradi relativno krhke narave monolita. Razvite metode so omogočile vzpostavitev ustreznih korelacij med omenjenimi strukturnimi lastnostmi metakrilatnih monolitov in njihovimi mehanskimi lastnostmi. Skladno z literaturnimi podatki za porozne materiale se je izkazalo, da se tako stisljivostni kot nateznosti modul spreminjata linerano s spreminjanjem velikosti por v širokem razponu vrednosti. Odmik od lineranosti se izkaže le pri velikih porah, kjer bi sicer vrednosti na osnovi linearne ekstrapolacije postale nič, kar fizikalno nima pomena. Prav tako se je linearna odvisnost pokazala med zlomno in natezno napetostjo. V širokem razponu vrednosti smo preučili tudi vpliv poroznosti, kjer pa se je pokazala izrazito eksponentna odvisnost, pri čemer se je mehanska trdnost pričakovano izrazito povečala pri nizkih poroznostih. Rezultate smo uporabili za optimizacijo strukture tržnih monolitov, kar se odraža v njihovem robustnejšem delovanju. Še posebej pa so navedeni rezultati pomembni za optimizacijo novih monolitov, saj omogočajo določitev kromatografskih lastnosti poljubno velikega monolita na osnovi majhnega koščka materiala, s čemer je selekcija ustreznih monolitov izmed vseh sintetiziranih bistveno pospeši, kar povečuje konkurenčno prednost ter znatno zniža stroške razvoja. Na segmentu določanja mehanskih lastnosti je bilo opravljeno eno diplomsko delo, v pripravi pa je tudi publikacija za mednarodno revijo. Poleg vpliva strukture smo preučili tudi vpliv kemijske modifikacije na mehanske lastnosti pri monolitih z različno velikimi porami. Trendi pri modificiranih monolitih so bili enaki kot pri nemodificiranih, mehanske lastnosti pa so se nekoliko spremenile. Natančna analiza je pokazala, da modifikacija ne vpliva na same lastnosti monolitnega skeleta, pač pa nekoliko na poroznost in velikost por monolita, kar posledično vpliva na mehanske lastnosti. Ta ugotovite je pomembna, ker kaže, da modifikacija ne vpliva na skelet monolita in posledično njegovo obstojnost. V drugem sklopu raziskav smo preučevali stabilnost samih funkcionalnih skupina na monolitu. Predvsem je v kromatografiji pomembna obstojnost v 1M NaOH. Izkazalo se je, da so anionskimi izmenjevalci izjemno stabilni, medtem ko so nekatere kationsko izmenjevalne skupine dokaj nestabilne, kar je spodbudilo njihov nadaljnji razvoj s ciljem povečanja stabilnosti. Tudi ti podatki predstavljajo konkurenčno prednost podjetja in zato niso bili objavljeni. Poleg majhnih funkcionalnih skupin so vedno bolj pomembne tudi velike funkcionalne skupne, saj omogočajo doseganje visokih kapacitet tudi ob relativno nizki specifični površini osnovnega nosilca. Kot smo nedavno pokazali, je dinamična vezna kapaciteta nosilca premosorazmerna dolžini polimernih verig, ki so sintetizirane na površini por. Zaradi tega je izjemno pomembno, da lahko okarakteriziramo verige, zaradi česar smo tudi razvili novo metodo določanja njihove dolžine, ki temelji na merjenju padca tlaka. Ker jo lahko uporabimo pod realnimi pogoji delovanja nam omgoča tudi določevanje iztegnjenenosti oziroma skrčenosti funkcionaliziranih polimernih skupin pri različnih sestavah mobilne faze. Tekom tega projekta pa smo razvito metodologijo uporabili za študij adsorpcije molekul na površino monolita, še posebej pomembno pri vezavi velikih molekul kot so plazmidi in bakteriofagi, saj lahko na osnovi tega dimenzioniramo povečevanje kromatografskega procesa. Izkazalo se je, da lahko določimo dokaj natančno debelina sloja, kar smo preverili s študijem bakteriofagov, ki imajo togo kapsido definirane velikosti. Ti rezultati so bili objavljeni v mednarodnih revijah, vključeni pa so bili tudi v 2 doktorski deli. V tem sklopu smo izvedli tudi kromatografsko karakterizacijo monolitov, ki so se razlikovali po velikosti por in gostoti funkcionalnih skupin. Tako pri različno velikih plazmidih kot tudi pri bakteriofagih smo ugotavljali kako ti dve lastnosti vplivata na vezno kapaciteto in izkoristek vezave. Pri velikih plazmidih se je izkazalo, da večanje por sicer zmanjšuje vezno kapaciteto, vendar se povečuje izkoristek, kar ima kot posledico primerljivo količino plazmida spranega z monolita. Tako pri plazmidih kot pri bakteriofagih se je izkazalo, da dosežemo maksimalno vezno kapaciteto že pri najnižjih gostotah liganda, kjer je tudi izkoristek najvišji. Medtem ko se dinamična vezna kapaciteta ohranja preko celotnega razpona gostote funkcionalnih skupin, pa se izkoristek z višanjem gostote liganda znatno niža. Za optimalno čiščenje makromolekul morajta biti torej optimirani tako struktura kot tudi gostota liganda. S.Ocena stopnje realizacije programa dela na raziskovalnem projektu in zastavljenih raziskovalnih ciljev4 Ocenjujem, da je bil projekt v celoti uspešno realiziran, saj smo izpolnili vse zastavljene cilje. Edini negativni odmik od zastavljenih smernic bil priprava različno velikih monolitov s koralno strukturo. Kot se je izkazalo le-ta namreč nastopa v zelo ozkem intervalu pogojev polimerizacije in sestave mešanice, zaradi česar ni mogoče doseči zadostne robustnosti ter s tem ponovljivosti pri pripravi različno velikih monolitov. Zato smo eksperimente na tej tematiki opustili. Pozitivni dosežek, nenačrtovan dosežek, pa je razvoj metode za določanje debeline sloja na površini por monolita, ki temelji na merjenju tlačne razlike. Gre za povsem nov pristop, ki omogoča ne le določanje debeline sloja, pač pa tudi sledenje njegovega obnašanje (širjenje, krčenje) pod različnimi sestavami mobilne faze ter s tem natančno analizo in posledično dimenzioniranje procesov čiščenja. Ker smo dosegli tako zastavljene aplikativne (in so že v neposredni uporabi) kot tudi znanstvene cilje, ocenjujem projekt kot zelo uspešen. 6.Utemeljitev morebitnih sprememb programa raziskovalnega projekta oziroma sprememb, povečanja ali zmanjšanja sestave projektne skupine5 Med projektom ni prišlo do spreminjanja programa raziskovalnega projekta in so bili doseženi vsi ključni zastavljeni cilji, kar je razvidno iz prejšnjih točk. Prav tako ni prišlo do povečanja ali zmanjšanja raziskovalne skupine, je pa prišlo do zamenjave sestave, saj je zaradi odhoda iz delovnega razmerja raziskovalko Muzafero Paljevac zamenjal raziskovalec Sebastjan Huš. 7.Najpomembnejši znanstveni rezultati projektne skupine6 Znanstveni dosežek 1. COBISS ID 14668054 Vir: COBISS.SI Naslov SLO Emulzijsko pripravjene porozne odprte membrane za čiščenje proteinov ANG Emulsion templated open porous membranes for protein purification Opis SLO Pripravili smo polyHIPE membrane, ki so imele velikost praznin med 3 in 10 mikrometrov ter oken med 1 in 3 mikrometre. Membrane so bile kemijsko modificirane z dietilaminom in pripravljene v obliki 8 ml kolon. Izkazalo se je, da imajo zelo visoko kapaciteto okoli 45 mg/ml membrane. ANG Open cellular porous polyHIPE type membranes were obtained with large pores (cavity) sizes between 3 and 10 m while interconnecting pores were between 1 and 3 m. Porous membranes were chemically modified with diethylamine and packed as an 8 ml column. They exhibited dynamic binding capacity as high as 45 mg/ml. Objavljeno v Elsevier; Selected Papers of the 4th Summer School of Monolith Technology for Biochromatography, Bioconversion and Phase State Synthesis, Portorož, Slovenia, 30 May-02 June 2010; Journal of chromatography; 2011; Vol. 1218, iss. 17; str. 2396-2401; Impact Factor: 4.531;Srednja vrednost revije / Medium Category Impact Factor: 2.215; A': 1; WoS: CO, EA; Avtorji / Authors: Pulko Irena, Smrekar Vida, Podgornik Aleš, Krajnc Peter Tipologija 1.01 Izvirni znanstveni članek 2. COBISS ID 3940984 Vir: COBISS.SI Naslov SLO Adsorpcija velikih plazmidov na anionsko izmenjevalne metakrilatne kromatografske kolone ANG Adsorption behavior of large plasmids on the anion-exchange methacrylate monolithic columns Opis SLO Preučevali smo kako narava nosilca in mobilne faze vpliva na kromatografijovelikih plazmidov in njihov izkoristek. Prav tako smo z metodo merjenjenja padca tlaka določali debelino adsorbiranega sloja, kar predstavlja popolno novost v svetovnem merilu. ANG Effect of monolithic stationary pahse and mobile phase composition on chromatography of large plasmids was studied. Furthermore, novel method for estimation of adsorbed molecules thickness was implemented. This apprach represents complete novely. Objavljeno v Elsevier; Selected Papers of the 4th Summer School of Monolith Technology for Biochromatography, Bioconversion and Phase State Synthesis, Portorož, Slovenia, 30 May-02 June 2010; Journal of chromatography; 2011; Vol. 1218, iss. 17; str. 2413-2424; Impact Factor: 4.531;Srednja vrednost revije / Medium Category Impact Factor: 2.215; A': 1; WoS: CO, EA; Avtorji / Authors: Lendero Krajnc Nika, Smrekar Franc, Štrancar Aleš, Podgornik Aleš Tipologija 1.01 Izvirni znanstveni članek 3. COBISS ID 3942008 Vir: COBISS.SI Naslov SLO Optimizacija proizvodnje litičnih bakteriofagov v bioreaktorju z monolitnimi nosilci ANG Optimization of lytic phage manufacturing in bioreactor using monolithic supports Opis SLO Opisana je metoda sledenja sproščene bakterijske genomske DNA v mediju in njena korelacija s koncentracijo bakteriofaga. Na osnovi tega je določen optimalen trenutek zaključka gojenja bakteriofaga, ki omogoča doseganje visoke stopnje čistosti zaradi odsotnosti razgrajenje genomske DNA. ANG Description of the newly developed method for monitoring of released bacterial genomic DNA and its correlation with bacteriophage concentration is given. On this base an optimal termination time is determined, which enable to obtain highly purified bacteriophage due to the absence of DNA cleavage. Objavljeno v Wiley-VCH; Journal of separation science; 2011; Vol. 34, issue 16/17; str. 2152-2158; Impact Factor: 2.733;Srednja vrednost revije / Medium Category Impact Factor: 2.215; WoS: EA; Avtorji / Authors: Smrekar Franc, Ciringer Mateja, Jančar Janez, Raspor Peter, Štrancar Aleš, Podgornik Aleš Tipologija 1.01 Izvirni znanstveni članek S.Najpomembnejši družbeno-ekonomski rezultati projektne skupine7 Družbeno-ekonomski dosežek 1. COBISS ID 3966072 Vir: COBISS.SI Naslov SLO Razvoj tehnologije čiščenja plazmidov in bakteriofagov namenjenih humani uporabi ANG Development of technology for purification of plasmids and bacteriophages for human treatment Opis SLO V delu je opisana priprava plazmidov in bakteriofagov čistosti, ki je zahtevana za humano uporabo. Uporabljeni so različni zaključni procesi s poudarkom na kromatografiji, še posebej monolitni nosilci. Za obe molekuli je bil razvit učinkovit proces priprave. ANG Thesis describes preparation of plasmids and bacteriophages of the purity required for human treatment. Different down-stream unit operations were tested but the main focus was on chromatography, especially on monolithic supports. For both molecules an efficient protocol was developed. Šifra D.09 Mentorstvo doktorandom Objavljeno v [F. Smrekar]; 2011; XIII, 74 f.; Avtorji / Authors: Smrekar Franc Tipologija 2.08 Doktorska disertacija 2. COBISS ID Vir: vpis v poročilo Naslov SLO Optimizacija mehanskih lastnosti monolita s prilagoditvijo strukture in načinom modifikacije ANG Optimisation of monolith mechanical properties by adjustment of structure and functionalisation protocol Opis SLO Opisan so podrobnosti kako z ustrezno pripravo monolita pridobimo željene mehanske lastnosti ANG Details about monolith preparation to achieve required monolith mechanical properties are described Šifra F.07 Izboljšanje obstoječega izdelka Objavljeno v interna inovacija podjetja BIA Separations Tipologija 2.12 Končno poročilo o rezultatih raziskav 3. COBISS ID 1380188 Vir: COBISS.SI Naslov SLO 3rd summer school on monolith technology for biochromatography, bioconversion and solid-phase synthesis ANG 3rd summer school on monolith technology for biochromatography, bioconversion and solid-phase synthesis Opis SLO Posebna številka revije Journal of Chromatography A izdana za MSS10 ANG Special issue of Journal of Chromatography A dedicated to MSS10 Šifra C.03 Vabljeni urednik revije (guest-associated editor) Objavljeno v Elsevier; 2009; 127 str.; Avtorji / Authors: Jungbauer Alois, Tennikova Tatiana B., Podgornik Aleš Tipologija 2.31 Zbornik recenziranih znanstvenih prispevkov na mednarodni ali tuji konferenci 4. COBISS ID 33905157 Vir: COBISS.SI Naslov SLO Karakterizacija in optimizacija ionsko izmenjevalnih kromatografskih monolitov za izolacijo plazmidov ANG Characterisation and optimsation ion-exchange chromatographic monoliths for plasmid isolation Opis SLO Kandidatka Nika Lendero Krajnc je uspešno zagovarjala tezo, kjer je uporabila metodo merjenja tlaka za karakterizacijo molekul vezanih na površino. Za svoje delo je tudi prejela štipendijo podjetja L'Oreal za dosežke žensk v znanosti ANG Candidate Nika Lendero Krajnc was successfully defended her PhD where she used for pressure drop measurement for characterization of molecules bound on the surface. For her achievements she received L'Oreal stipendium for women achievements in science. Šifra D.09 Mentorstvo doktorandom Objavljeno v [N. Lendero Krajnc]; 2010; X, 118 str.; Avtorji / Authors: Lendero Krajnc Nika Tipologija 2.08 Doktorska disertacija 5. COBISS ID 36335365 Vir: COBISS.SI Naslov SLO Vpliv strukture monolita in modifikacije z dietilaminom na njegove mehanske in hidrodinamske lastnosti ANG Effect of monolith structure and modification with diethylamine on mechanical and hydrodynamic properties Opis SLO Izmerjene so mehanske lastnosti monolitov z različni velikostjo por in poroznosti ter opisane korelacije med strukturnimi in mehanskimi lastnostmi monolitov ANG Results of measurement of monoliths having different pore size and porosity are presented and correlations between structural and mechanical monolith properties are derived Šifra D.10 Pedagoško delo Objavljeno v [A. Savnik]; 2012; 89 f.; Avtorji / Authors: Savnik Aleš Tipologija 2.11 Diplomsko delo 9.Drugi pomembni rezultati projetne skupine8 Nekateri člani projektne skupine smo v letu 2010 organizirali mednarodni monolitni simpozij na katerem je bilo okoli 150 strokovnjakov in različnih kontinentov. Gre za dokaj specializirano srečanje, s poudarkom na različnih aspektih monolitne tehnologije. Več podrobnosti o dogodku je navedenih na http://www.biaseparations.com/nw/766/1480/monolith-summer-school-and-symposium-2010. Podoben dogodek smo organizirali tudi v letu 2012. lO.Pomen raziskovalnih rezultatov projektne skupine9 10.1.Pomen za razvoj znanosti10 SLO Najpomembnejši objavljivi del raziskav je razvoj metode merjenja padca tlaka na monolitnih nosilcih za določanje orientacije in velikosti skupin na površini nosilca. Temelji na dejstvu, da molekule, ki jih sintetiziramo na nosilcu zmanjšajo premer por in poroznost nosilca. Izkaže se, da je ta odvisnost zelo velika, kar omogoča določanje debeline sloja na nanometer natančno. Ker so monoliti namenjeni za ločevanje velikih molekul, velikosti nekaj deset nanometrov, morajo biti tudi skupine, ki jih sintetiziramo na monolitu, tega velikostnega reda, če želimo, da pride do povečanja vezne kapacitete. Razvita metoda nam torej daje povsem zadostno natančnost. Njena prednost je tudi v tem, da jo lahko uporabimo za ugotavljanje orientacije adsorbcije molekul na površino, česar ni mogoče preprosto določiti z nobeno drugo metodo pod realnimi pogoji. Drugi pomemben sklop ugotovitev se nanaša na povezavo med strukturnimi in mehanskimi lastnostmi kromatografskih monolitov. Gre za popolnoma novo področje raziskav na katerem še ni objav, je pa ključnega pomena za razumevanje obnašanja monolitov pri njihovi uporabi. Izsledki s tega področja pa so tudi pomemben doprinos k razumevanju mehanskih lastnosti poroznih materialov. ANG The most important achievement of this project, which can be published, is development of the method based on a pressure drop measurement, which enables determination of orientation and size of synthesized active groups. Method is derived on the fact, that active groups occupy certain space of the monolith pore volume, decreasing in this way pore diameter and monolith porosity. This correlation was found to be significant and enables determination of thickness down to 1 nanometer. Main application of the monoliths is in the field of biologic macromolecules, having size of few 10 nanometers, therefore active groups providing high binding capacity should be of the same order of magnitude. As such, the developed method gives very high accuracy. Another benefit of the method is that it can be applied also for determination of the layer thickness of adsorbed molecules under real conditions, what is practically impossible by any other method. Another important contribution is related to derivation of correlation between structural and mechanical properties of chromatographic monoliths. This is new topic where no according to our best knowledge no publications exist, which is however crucial to understand monolith performance during their usage. Results represent also significant contribution in understanding of porous material mechanical properties. 10.2.Pomen za razvoj Slovenije11 SLO BIA Separations je vodilni proizvajalec monolitnih kromatografskih kolon, ki tudi v obdobju krize zaposljuje in deluje v novih prostorih lastne stavbe zgrajene v Ajdovščini. Ugotovitve pridobljene tekom projekta predstavljajo konkurenčno prednost pri razvoju novih produktov in izboljšavi delovanja obstoječih, kar povečuje prodajo in s tem posredno ustvarja nova delovna mesta. ANG BIA Separations is a world leading producer of the monolithic chromatographic columns with a constantly increasing number of employees, recently moved into the new facility built in Ajdovščina. Results of the project provide to the company competitive advantage through the development the new products and improveed performance of the exsisting ones, resulting in increase of sales and thus generating new working places. ll.Samo za aplikativne projekte in podoktorske projekte iz gospodarstva! Označite, katerega od navedenih ciljev ste si zastavili pri projektu, katere konkretne rezultate ste dosegli in v kakšni meri so doseženi rezultati uporabljeni Cilj F.01 Pridobitev novih praktičnih znanj, informacij in veščin Zastavljen cilj Rezultat Uporaba rezultatov 0 DA O NE Dosežen 3 V celoti 31 F.02 Pridobitev novih znanstvenih spoznanj Zastavljen cilj Rezultat Uporaba rezultatov 0 DA O ne Dosežen 31 Delno 3 F.03 Večja usposobljenost raziskovalno-razvojnega osebja Zastavljen cilj Rezultat Uporaba rezultatov 0 DA O ne Dosežen Uporabljen bo v naslednjih 3 letih ^ F.04 Dvig tehnološke ravni Zastavljen cilj Rezultat Uporaba rezultatov 0 DA O ne Dosežen 3 Delno 31 F.05 Sposobnost za začetek novega tehnološkega razvoja Zastavljen cilj Rezultat Uporaba rezultatov 0 DA O ne Dosežen bo v naslednjih 3 letih Uporabljen bo v naslednjih 3 letih 3 F.06 Razvoj novega izdelka Zastavljen cilj Rezultat Uporaba rezultatov 0 DA O NE Dosežen 31 V celoti F.07 Izboljšanje obstoječega izdelka Zastavljen cilj Rezultat 0 DA O ne Dosežen d Uporaba rezultatov V celoti 3 F.08 Razvoj in izdelava prototipa Zastavljen cilj 0 DA O ne Rezultat Dosežen bo v naslednjih 3 letih d Uporaba rezultatov Delno 3 F.09 Razvoj novega tehnološkega procesa oz. tehnologije Zastavljen cilj O da 0 ne Rezultat 1 d Uporaba rezultatov 1 d F.10 Izboljšanje obstoječega tehnološkega procesa oz. tehnologije Zastavljen cilj o da 0 ne Rezultat Uporaba rezultatov d F.11 Razvoj nove storitve Zastavljen cilj o da 0 ne Rezultat d Uporaba rezultatov d F.12 Izboljšanje obstoječe storitve Zastavljen cilj o da 0 ne Rezultat I d Uporaba rezultatov 1 d F.13 Razvoj novih proizvodnih metod in instrumentov oz. proizvodnih procesov Zastavljen cilj O da 0 ne Rezultat Uporaba rezultatov d F.14 Izboljšanje obstoječih proizvodnih metod in instrumentov oz. proizvodnih procesov Zastavljen cilj o da 0 ne Rezultat d Uporaba rezultatov 1 d F.15 Razvoj novega informacijskega sistema/podatkovnih baz Zastavljen cilj O da 0 ne Rezultat I d Uporaba rezultatov 1 d F.16 Izboljšanje obstoječega informacijskega sistema/podatkovnih baz Zastavljen cilj o da 0 ne Rezultat d Uporaba rezultatov 1 d F.17 Prenos obstoječih tehnologij, znanj, metod in postopkov v prakso Zastavljen cilj 0 da o ne Rezultat Dosežen d Uporaba rezultatov V celoti 3 F.18 Posredovanje novih znanj neposrednim uporabnikom (seminarji, forumi, konference) Zastavljen cilj 0 DA O ne Rezultat Dosežen d Uporaba rezultatov V celoti d F.19 Znanje, ki vodi k ustanovitvi novega podjetja ("spin off") Zastavljen cilj o da 0 ne Rezultat d Uporaba rezultatov F.20 Ustanovitev novega podjetja ("spin off") Zastavljen cilj o da 0 ne Rezultat I d Uporaba rezultatov 1 d F.21 Razvoj novih zdravstvenih/diagnostičnih metod/postopkov Zastavljen cilj o da 0 ne Rezultat d Uporaba rezultatov d F.22 Izboljšanje obstoječih zdravstvenih/diagnostičnih metod/postopkov Zastavljen cilj o da 0 ne Rezultat d Uporaba rezultatov d F.23 Razvoj novih sistemskih, normativnih, programskih in metodoloških rešitev Zastavljen cilj o da 0 ne Rezultat I d Uporaba rezultatov 1 d F.24 Izboljšanje obstoječih sistemskih, normativnih, programskih in metodoloških rešitev Zastavljen cilj o da 0 ne Rezultat d Uporaba rezultatov d F.25 Razvoj novih organizacijskih in upravljavskih rešitev Zastavljen cilj o da 0 ne Rezultat I d Uporaba rezultatov 1 d F.26 Izboljšanje obstoječih organizacijskih in upravljavskih rešitev Zastavljen cilj o da 0 ne Rezultat I d Uporaba rezultatov 1 d F.27 Prispevek k ohranjanju/varovanje naravne in kulturne dediščine Zastavljen cilj o da 0 ne Rezultat Uporaba rezultatov d F.28 Priprava/organizacija razstave Zastavljen cilj o da 0 ne Rezultat d Uporaba rezultatov d F.29 Prispevek k razvoju nacionalne kulturne identitete Zastavljen cilj o da 0 ne Rezultat I d Uporaba rezultatov 1 d F.30 Strokovna ocena stanja Zastavljen cilj o da 0 ne Rezultat Uporaba rezultatov d F.31 Razvoj standardov Zastavljen cilj o da 0 ne Rezultat d Uporaba rezultatov d F.32 Mednarodni patent Zastavljen cilj o da 0 ne Rezultat I d Uporaba rezultatov 1 d F.33 Patent v Sloveniji 1 Zastavljen cilj O da 0 ne Rezultat d Uporaba rezultatov d F.34 Svetovalna dejavnost Zastavljen cilj O da 0 ne Rezultat d Uporaba rezultatov 1 d F.35 Drugo Zastavljen cilj o da 0 ne Rezultat I d Uporaba rezultatov 1 d Komentar Znaten del rezultatov je uporabljenih pri izboljšavi obstoječih in razvoju novih produktov ter predstavljajo "know-how" podjetja, zaradi česar niso bili niti patentirani niti objavljeni, lastnosti novih produktov pa so bile tudi objavljene. 12.Samo za aplikativne projekte in podoktorske projekte iz gospodarstva! Označite potencialne vplive oziroma učinke vaših rezultatov na navedena področja Vpliv Ni vpliva Majhen vpliv Srednji vpliv Velik vpliv G.01 Razvoj visokošolskega izobraževanja G.01.01. Razvoj dodiplomskega izobraževanja 0 O O o G.01.02. Razvoj podiplomskega izobraževanja 0 o o o G.01.03. Drugo: O o o o G.02 Gospodarski razvoj G.02.01 Razširitev ponudbe novih izdelkov/storitev na trgu 0 o o o G.02.02. Širitev obstoječih trgov 0 o o o G.02.03. Znižanje stroškov proizvodnje 0 o o o G.02.04. Zmanjšanje porabe materialov in energije 0 o o o G.02.05. Razširitev področja dejavnosti 0 o o o G.02.06. Večja konkurenčna sposobnost 0 o o o G.02.07. Večji delež izvoza 0 o o o G.02.08. Povečanje dobička 0 o o o G.02.09. Nova delovna mesta 0 o o o G.02.10. Dvig izobrazbene strukture zaposlenih 0 o o o G.02.11. Nov investicijski zagon 0 o o o G.02.12. Drugo: O o o o G.03 Tehnološki razvoj G.03.01. Tehnološka razširitev/posodobitev dejavnosti 0 O o o G.03.02. Tehnološko prestrukturiranje dejavnosti 0 o o o G.03.03. Uvajanje novih tehnologij 0 o o o G.03.04. Drugo: O o o o G.04 Družbeni razvoj G.04.01 Dvig kvalitete življenja 0 o o o G.04.02. Izboljšanje vodenja in upravljanja 0 o o o G.04.03. Izboljšanje delovanja administracije in javne uprave 0 o o o G.04.04. Razvoj socialnih dejavnosti 0 o o o G.04.05. Razvoj civilne družbe 0 o o o G.04.06. Drugo: O o o o G.05. Ohranjanje in razvoj nacionalne naravne in kulturne dediščine in identitete 0 o o o G.06. Varovanje okolja in trajnostni razvoj 0 o o o G.07 Razvoj družbene infrastrukture G.07.01. Informacijsko-komunikacijska infrastruktura 0 o o o G.07.02. Prometna infrastruktura 0 o o o G.07.03. Energetska infrastruktura 0 o o o G.07.04. Drugo: O o o o G.08. Varovanje zdravja in razvoj zdravstvenega varstva 0 o o o G.09. Drugo: O o o o Komentar Ključen rezultat projekta je prenos izsledkov v prakso, pomembne pa so tudi znanstvene publikacije, ki predstavljajo promocijo monolitnih materialov. 13.Pomen raziskovanja za sofinancerje12 Sofinancer 1. Naziv BIA Separations d.o.o. Podjetje za separacijske tehnologije Naslov Mirce 21, 5270 Ajdovščina Vrednost sofinanciranja za celotno obdobje trajanja projekta je znašala: 40.581,00 EUR Odstotek od utemeljenih stroškov projekta: 27 % Najpomembnejši rezultati raziskovanja za sofinancerja Šifra 1. Razvoj novih CIM produktov F.06 2. Obstoječi CIM produkti z optimirano strukturo por F.07 3. Postavitev metode za merjenje mehanskih lastnosti kromatografskih monolitov F.13 4. Znanstveni članki v mednarodnih revijah A.01 5. Komentar Aplikativni projekt je upravičil vlaganja Ocena Pozitivna ocena, rezultati s takojšnjo praktično uporabnostjo 14.Izjemni dosežek v letu 201213 14.1. Izjemni znanstveni dosežek 14.2. Izjemni družbeno-ekonomski dosežek Postavitev tehnologije merjenja mehanskih lastnosti kromatografskih monolitov. Podrobnosti so v PPT prilogi. C. IZJAVE Podpisani izjavljam/o, da: • so vsi podatki, ki jih navajamo v poročilu, resnični in točni • se strinjamo z obdelavo podatkov v skladu z zakonodajo o varstvu osebnih podatkov za potrebe ocenjevanja ter obdelavo teh podatkov za evidence ARRS • so vsi podatki v obrazcu v elektronski obliki identični podatkom v obrazcu v pisni obliki • so z vsebino zaključnega poročila seznanjeni in se strinjajo vsi soizvajalci projekta Podpisi: zastopnik oz. pooblaščena oseba raziskovalne organizacije: BIA Separations d.o.o. Podjetje za separacijske tehnologije d.o.o. in vodja raziskovalnega projekta: Aleš Podgornik ZIG Kraj in datum: [Ljubljana |13.3.2013 Oznaka prijave:ARRS-RPROJ-ZP-2013/110 1 Opredelite raziskovalno področje po klasifikaciji FOS 2007 (Fields of Science). Prevajalna tabela med raziskovalnimi področji po klasifikaciji ARRS ter po klasifikaciji FOS 2007 (Fields of Science) s kategorijami WOS (Web of Science) kot podpodročji je dostopna na spletni strani agencije (http://www.arrs.gov.si/sl/gradivo/sifranti/preslik-vpp-fos-wos.asp). Nazaj 2 Napišite povzetek raziskovalnega projekta (največ 3.000 znakov v slovenskem in angleškem jeziku) Nazaj 3 Napišite kratko vsebinsko poročilo, kjer boste predstavili raziskovalno hipotezo in opis raziskovanja. Navedite ključne ugotovitve, znanstvena spoznanja, rezultate in učinke raziskovalnega projekta in njihovo uporabo ter sodelovanje s tujimi partnerji. Največ 12.000 znakov vključno s presledki (približno dve strani, velikost pisave 11). Nazaj 4 Realizacija raziskovalne hipoteze. Največ 3.000 znakov vključno s presledki (približno pol strani, velikost pisave 11) Nazaj 5 V primeru bistvenih odstopanj in sprememb od predvidenega programa raziskovalnega projekta, kot je bil zapisan v predlogu raziskovalnega projekta oziroma v primeru sprememb, povečanja ali zmanjšanja sestave projektne skupine v zadnjem letu izvajanja projekta, napišite obrazložitev. V primeru, da sprememb ni bilo, to navedite. Največ 6.000 znakov vključno s presledki (približno ena stran, velikost pisave 11). Nazaj 6 Navedite znanstvene dosežke, ki so nastali v okviru tega projekta. Raziskovalni dosežek iz obdobja izvajanja projekta (do oddaje zaključnega poročila) vpišete tako, da izpolnite COBISS kodo dosežka - sistem nato sam izpolni naslov objave, naziv, IF in srednjo vrednost revije, naziv FOS področja ter podatek, ali je dosežek uvrščen v A'' ali A'. Nazaj 7 Navedite družbeno-ekonomske dosežke, ki so nastali v okviru tega projekta. Družbeno-ekonomski rezultat iz obdobja izvajanja projekta (do oddaje zaključnega poročila) vpišete tako, da izpolnite COBISS kodo dosežka - sistem nato sam izpolni naslov objave, naziv, IF in srednjo vrednost revije, naziv FOS področja ter podatek, ali je dosežek uvrščen v A'' ali A'. Družbeno-ekonomski dosežek je po svoji strukturi drugačen kot znanstveni dosežek. Povzetek znanstvenega dosežka je praviloma povzetek bibliografske enote (članka, knjige), v kateri je dosežek objavljen. Povzetek družbeno-ekonomskega dosežka praviloma ni povzetek bibliografske enote, ki ta dosežek dokumentira, ker je dosežek sklop več rezultatov raziskovanja, ki je lahko dokumentiran v različnih bibliografskih enotah. COBISS ID zato ni enoznačen, izjemoma pa ga lahko tudi ni (npr. prehod mlajših sodelavcev v gospodarstvo na pomembnih raziskovalnih nalogah, ali ustanovitev podjetja kot rezultat projekta _ - v obeh primerih ni COBISS ID). Nazaj 8 Navedite rezultate raziskovalnega projekta iz obdobja izvajanja projekta (do oddaje zaključnega poročila) v primeru, da katerega od rezultatov ni mogoče navesti v točkah 7 in 8 (npr. ker se ga v sistemu COBISS ne vodi). Največ 2.000 znakov, vključno s presledki. Nazaj 9 Pomen raziskovalnih rezultatov za razvoj znanosti in za razvoj Slovenije bo objavljen na spletni strani: http://sicris.izum.si/ za posamezen projekt, ki je predmet poročanja Nazaj 10 Največ 4.000 znakov, vključno s presledki Nazaj 11 Največ 4.000 znakov, vključno s presledki Nazaj 12 Rubrike izpolnite / prepišite skladno z obrazcem "izjava sofinancerja" http://www.arrs.gov.si/sl/progproj/rproj/gradivo/, ki ga mora izpolniti sofinancer. Podpisan obrazec "Izjava sofinancerja" pridobi in hrani nosilna raziskovalna organizacija - izvajalka projekta. Nazaj 13 Navedite en izjemni znanstveni dosežek in/ali en izjemni družbeno-ekonomski dosežek raziskovalnega projekta v letu 2012 (največ 1000 znakov, vključno s presledki). Za dosežek pripravite diapozitiv, ki vsebuje sliko ali drugo slikovno gradivo v zvezi z izjemnim dosežkom (velikost pisave najmanj 16, približno pol strani) in opis izjemnega dosežka (velikost pisave 12, približno pol strani). Diapozitiv/-a priložite kot priponko/-i k temu poročilu. Vzorec diapozitiva je objavljen na spletni strani ARRS http://www.arrs.gov.si/sl/gradivo/, predstavitve dosežkov za pretekla leta pa so objavljena na spletni strani http://www.arrs.gov.si/sl/analize/dosez/. Nazaj Obrazec: ARRS-RPROJ-ZP/2013 v1.00 11-CD-5C-1A-CF-F9-6A-A9-00-05-95-BA-B3-B1-DD-08-6D-A7-A3-40 TEHNIKA Področje: 2.02 - Kemijsko inženirstvo Dosežek 1: Postavitev metodologije merjenja mehanskih lastnosti kromatografskih monolitov in njena aplikacija v izboljšavo in razvoj novih produktov Osnovni cilj projekta L2-2283 (BIA Separations, UM) je optimizacija strukture monolitnih nosilcev s posebnim poudarkom na merjenju mehanskih lastnosti poroznih monolitov. Pri tem je bilo potrebno rešiti različne probleme konstrukcijske narave in postaviti ustrezne strukturno-mehanske korelacije, kar je bistvenega pomena za modeliranje obnašanja kromatografskih monolitov med uporabo. Razvita metodologija je že prispevala k optimizaciji obstoječih monolitnih kromatografskih produktov, k načrtovanju novih produktov ter postala bistvenega pomena pri razvoju novih monolitnih materialov. Ker gre za nova znanstvena dognanja je del rezultatov tudi objavljen v mednarodnih revijah. Projekt: Vpliv sestave polimerizacijske mešanice na lastnosti poroznih monolitov Vodja: dr. Aleš Podgornik