- Sviluppo di metodi enzimatici, immunologici e di
ibridazione genica bio- e chemiluminescenti, anche in formato
multiplex, per la determinazione quantitativa di analiti di
interesse in campo medico, agroalimentare ed ambientale.
- Metodi ultrasensibili di analisi di immagine in microscopia
con rivelazione chemiluminescente basati su immunoistochimica e
ibridazione in situ per la localizzazione di proteine e acidi
nucleici in sezioni di tessuto e singole cellule, anche in formati
multianalita.
- Sviluppo di dispositivi analitici miniaturizzati basati su
microfluidica o su sistemi "lateral
flow immunoassay" con rivelazione in chemiluminescenza
per la determinazione di analiti di interesse in applicazioni
point-of-care (POC).
- Sviluppo di nuovi marcatori e/o sistemi di rivelazione bio- e
chemiluminescenti e termochemiluminescenti per
applicazioni bioanalitiche.
- Applicazione di sistemi di rivelazione chemiluminescenti a
tecniche separative basate su frazionamento in campo-flusso
(field-flow fractionation - FFF) per la realizzazione di sistemi
analitici ifenati FFF-CL al fine di sviluppare metodi immunologici
o di sorting cellulare.
- Sviluppo di metodi analitici basati sull'uso di cellule
luminescenti geneticamente ingegnerizzate per la rivelazione di
analiti di interesse in campioni ambientali e biologici.
- Sviluppo di metodi basati sulla teconolgia del naso
elettronico per la caratterizzazione mediante impronta olfattiva di
sostanze di origine naturale e di prodotti cosmetici.
Metodi immunoenzimatici chemiluminescenti. L'elevata
rivelabilità della chemiluminescenza è stata sfruttata per lo
sviluppo di metodi immunoenzimatici chemiluminescenti (CLEIA)
caratterizzati da elevata sensibilità e produttività. Sono
stati sviluppati tre CLEIA per la determinazione degli ormoni
estradiolo, estrone ed estriolo in campioni di acqua raccolti in
ingresso ed in uscita da impianti di depurazione urbani. I metodi
hanno permesso di evidenziare la presenza di estrogeni nei campioni
in ingresso a livelli di alcune centinaia di pmol/L di evidenziare
una elevata efficienza di rimozione di questi inquinanti in seguito
al trattamento di depurazione (40-95%). E' stato sviluppato un
metodo CLEIA per la proteina Cry1Ab prodotta dal mais Bt
geneticamente modificato (GM). Il metodo, caratterizzato da un
limite di rivelazione pari a 5 pg/mL, permette di rivelare la
presenza di mais GM alla concentrazione 0,1%, che è al di sotto del
limite che la Comunità Europea ha fissato per l'obbligo di
etichettatura dell'alimento come GM. E' stato sviluppato un
metodo immunologico chemiluminescente per la quantificazione di
aflatossina M1 nel latte, caratterizzato da un limite di
rivelazione di 1 ppt, adeguato per l'esecuzione di screening su
larga scala. E' stato sviluppato un metodo immunologico
chemiluminescente in formato portatile per la quantificazione di
acido tauroursodesossicolico in campioni di fluido orale al fine di
sviluppare un metodo diagnostico non invasivo per la determinazione
del tempo di transito oro-ileale. Sono stati sviluppati metodi
PCR-ELISA chemiluminescenti in formati di piastra microtiter
innovativi per la rivelazione e genotipizzaizone di Papillomavirus
in campioni biologici.
Sviluppo di dispositivi analitici portatili per analisi
multiplex basate su chemiluminescenza, mediante tecniche di
microfabbricazione e microfluidica. E' stato sviluppato un
dispositivo analitico semplice e versatile, basato su una camera
CCD ultrasensibile portatile impiegata in configurazione di
"imaging a contatto". Il dispositivo, utilizzabile in applicazioni
diagnostiche point-of-care testing per l'esecuzione di diversi
dosaggi bioanalitici, è stato utilizzato per la realizzazione di un
dispositivo analitico microfluidico per la genotipizzazione di
Parvovirus B19 in campioni di siero. Sono stati sviluppati lateral
flow immunoassays (LFIA) per la determinazione di Fumonisina B1 in
campioni di mais e tracce di esplosivi in campioni ambientali. Sono
inoltre in corso studi per la produzione di dispositivi lab-on-chip
con fotosensori al silicio amorfo integrati.
Sviluppo di nuove nanoparticelle contenenti molecole
termochemiluminescenti e loro applicazione come marcatori in metodi
bioanalitici. Sono state sviluppate nanoparticelle in silice che
contengono un elevato numero di molecole
termochemiluminescenti, in grado di emettere fotoni in seguito
all'applicazione di uno shock termico. Tali marcatori sono
particolarmente promettenti per lo sviluppo di dispositivi
lab-on-chip nei quali l'integrazione di microriscaldatori permette
di osservare il segnale analitico senza la necessità di aggiungere
reagenti per l'innesco della reazione
chemiluminescente.
Immunoistochimica e di ibridizzazione in situ. Sviluppo di
metodi di analisi d'immagine in chemiluminescenza per la
localizzazione su scala microscopica di antigeni o acidi nucleici
in sezioni di tessuto o cellule. E' stato sviluppato un metodo
per la co-localizzazione, nella stessa sezione da biopsie di
melanoma, degli acidi nucleici di Papillomavirus umano (HPV) e del
marker melanocitico tumorale HMB-45, che ha permesso di rafforzare
l'ipotesi di un ruolo attivo di HPV nell'insorgenza del melanoma
maligno.
- É stato sviluppato un metodo per la localizzazione, in biopsie da
lesioni della cervice uterina, degli acidi nucleici di HPV e per la
localizzazione e quantificazione della proteina p16INK4a, la cui
espressione risulta aumentata come conseguenza dell'azione delle
oncoproteine virali. Il metodo permette di fornire una diagnosi di
infezione virale integrata con una valutazione oggettiva del grado
di progressione neoplastica della lesione. E' stato sviluppato
un metodo di ibridazione in situ chemiluminescente per la
localizzazione e quantificazione degli acidi nucleici di Parvovirus
B19 in campioni citologici utilizzando sonde PNA - peptide nucleic
acids. Il metodo trova potenziali applicazioni nella diagnosi di
infezioni virali e nella determinazione quantitativa del carico
virale in cellule infette nell'ambito di procedure diagnostiche o
nello studio di nuovi farmaci antivirali. Recentemente, sono stati
sviluppati metodi chemiluminescenti per determinare la quantità
di 5-bromo-2′-deossiuridina (BrdU) nel DNA: un metodo di
analisi di immagine in microscopia per valutare la marcatura
con BrdU a livello di singola cellula e un
metodo dot-blot per quantificare in maniera selettiva il DNA
virale neosintetizzato nel corso di infezioni in vitro di
cellule in fase di proliferazione. I metodi potranno essere
applicati per studi di cicli replicativi virali.
Applicazione di tecniche di rivelazione chemiluminescente al
frazionamento in campo-flusso (field-flow fractionation - FFF) e
sviluppo di sistemi FFF ibridi utilizzando interazioni
antigene-anticorpo. Al fine di aumentare la selettività della
tecnica GrFFF (gravitational FFF) al sorting cellulare, sono in
corso studi per la realizzazione di un sistema GrFFF ibrido nel
quale al frazionamento in base FFF si unisce una selezione
cellulare mediante interazione con anticorpi specifici. Questo
viene ottenuto mediante funzionalizzazione della parete di
accumulazione del canale GrFFF con anticorpi specifici
immobilizzati. La rivelazione mediante analisi d'immagine CL
permette di monitorare in tempo reale il frazionamento di analiti e
di ottimizzare i parametri sperimentali. E' stato sviluppato
un metodo basato su FFF per la preparazione di campioni di plasma
da sangue intero e la successiva analisi on-line in
chemiluminescenza per la determinazione dell'attività dell'enzima
fosfatasi alcalina nel plasma. Il metodo dimostra
l'applicabilità della tecnica FFF per la preprazione pre-analitica
di campioni biologici in dispositivi
miniaturizzati point-of-care testing (POCT). La tecnica FFF è
stata accoppiata con il naso elettronico per la rivelazione di
batteri patogeni in campioni di latte e per la differenziazione di
cellule batteriche vitali e non vitali.
- Sviluppo di metodologie basate sul naso elettronico per la
caratterizzazione di sostanze di origine naturale e di
prodotti cosmetici. Sono stati sviluppati metodi per (1) la
caratterizzazione di campioni di té verde in base alla provenienza
geografica ed allo stato di conservazione; (2) la
caratterizzazione di creme aromaterapiche in funzione della
tipologia e della quantità di olio essenziale e dello stato di
conservazione della crema.
Sviluppo di metodi di spettrometria di massa per il
rapporto isotopico ¹³C/¹²C: breath test per la diagnosi rapida e
non invasiva di patologie gastrointestinali o epatiche. Sono stati
messi a punto protocolli basati su breath test per il
monitoraggio delle motilità del tratto gastrointestinale e delle
funzionalità epatica e pancreatica durante la simulazione
di una missione umana nello spazio Mars500.
