Sviluppo e applicazione di tecniche di frazionamento in
campo-flusso (FFF) e loro derivate per: a) separazione e
caratterizzazione di macromolecole, nanoparticelle e
microparticelle di interesse biologico, ambientale ed alimentare;
b) accoppiamento con tecniche di analisi morfologica non correlate
per la caratterizzazione di analiti nano- e microdispersi; c)
dispositivi miniaturizzati biocompatibili monouso. L'attività di
ricerca è applicata ai seguenti temi: 1) accoppiamento con tecniche
di rivelazione quali chemiluminescenza (CL), laser scattering, e
spettrometria di massa (MS); 2) caratterizzazione di proteine
intere mediante accoppiamento con la MS: profiling dell'espressione
proteica di fluidi biologici e microrganismi, studio di proteine
funzionali, caratterizzazione di proteine ricombinanti di impiego
farmacologico; 3) frazionamento, analisi dimensionale e
caratterizzazione mediante tecniche spettroscopiche di sistemi
nanostrutturati di interesse nano-biotecnologico.
Analisi di
nanoparticelle:
La sintesi e la caratterizzazione di materiali nanostrutturati sono
alla base di futuri sviluppi e applicazioni delle nanotecnologie,
dall'elettronica alle tecnologie biomediche. E' stata esplorata la
possibilità di impiegare la tecnica FFF a campo di flusso (FlFFF)
per il frazionamento e la caratterizzazione dimensionale di analiti
nanodispersi d'interesse nelle scienze dei materiali per
applicazioni di carattere nano-biotecnologico. La FlFFF è stata, ad
esempio, applicata al frazionamento e all'analisi dimensionale di
nanoparticelle di silice e di biossido di titanio sintetizzate in
presenza di modificatori fluorescenti. La FlFFF si è dimostrata
adatta al controllo dei processi di sintesi delle strutture
multi-cromoforiche, che sono state poi ulteriormente caratterizzate
mediante tecniche spettrometriche e microscopiche. La FlFFF è stata
inoltre impiegata per il frazionamento di nanotubi di carbonio
(CNT) funzionalizzati. Nell'ambito del Progetto Strategico di
Ateneo 2006 – Giovani “LIGHT4HEALTH” (coordinatrice: N. Zaccheroni)
è stata iniziata l'applicazione della FlFFF accoppiata alla
rivelazione laser-scatter multiangolo (MALS) per l'analisi di
nanoparticelle fluorescenti in applicazioni nel campo della
medicina.
Analisi di microparticelle disperse: Nell'ambito
del Progetto Strategico di Ateneo 2006 – Senior “STARCHitecture”
(coordinatore P. Trost), è stata iniziata l'applicazione della
tecnica FlFFF-MALS e FFF a campo gravitazionale (GrFFF) per la
separazione e caratterizzazione di particelle di amido, e dei loro
prodotti di degradazione idrolitica/enzimatica, provenienti da
mutanti genetici di cereali.
Analisi di proteine: Nell'ambito del contratto di
collaborazione con l'azienda Wyatt Technology Europe (Germania),
viene sviluppata da un punto di vista strumentale e metodologico la
tecnica accoppiata FlFFF-MALS per l'analisi e caratterizzazione di
lipoproteine nel siero, al fine di applicazioni
analitico-cliniche.
È stato inoltre
sviluppato l'originale accoppiamento tra MS e HF FlFFF per
l'analisi di proteine intatte e di complessi proteici in forma
nativa, per la caratterizzazione di proteine funzionali
ricombinanti di interesse farmaceutico e di campioni proteici
complessi come il siero del sangue umano intero. Nell'ambito del
coordinamento locale del Progetto PRIN 2006 “Integrazione di
metodologie innovative di separazione e di spettrometria di massa
per una proteomica di nuova generazione” (Coordinatore Nazionale G.
Marino) e del Coordinamento Nazionale del Progetto Grande Rilevanza
inserito nel Protocollo di Collaborazione Bilaterale Italia-Corea
2007-2009, è stata iniziata l'applicazione delle tecniche HF FlFFF
e FFF-MALS accoppiate a tecniche di proteomica shot-gun quali la
(nano/chip)LC-ESI(Ion-Trap)-MS/MS per la identificazione di
complessi proteici allo stato nativo presenti nel siero e in
frazioni subcellulari.
Metodi immunometrici:
La ricerca, in collaborazione con il Gruppo di Bioanalitica del
Dip. di Scienze Farmaceutiche (Prof. A. Roda) riguarda lo sviluppo
di nuovi formati per metodi immunometrici a flusso. L'impiego di
rivelatori a CL a flusso, accoppiati online post-column al
dispositivo frazionatore (GrFFF-FIA-CL), consente di determinare la
concentrazione dell'analita misurando l'area del picco
frattografico e costruendo l'opportuna curva dose-risposta.
Sfruttando questa strategia è stato sviluppato un metodo
immunometrico non competitivo, che impiega la GrFFF-FIA-CL per la
determinazione di cellule intere (batteri
patogeni).
