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Pierluigi Reschiglian

Professore ordinario

Dipartimento di Chimica "Giacomo Ciamician"

Settore scientifico disciplinare: CHIM/01 CHIMICA ANALITICA

Temi di ricerca

Sviluppo e applicazione di tecniche 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) accoppiamento con metodi di rivelazione ultrasensibili per lo sviluppo di immuno- e biosensori a flusso; d) dispositivi miniaturizzati biocompatibili monouso. L'attività di ricerca è applicata ai seguenti temi: 1) invenzione di nuovi metodi di separazione e selezione di batteri e cellule; 2) accoppiamento con tecniche di rivelazione quali chemiluminescenza (CL), laser scattering, e spettrometria di massa (MS) per 3) analisi e caratterizzazione di proteine e complessi proteici allo stato nativo in fluidi biologici e frazioni subcellulari, proteine funzionali ed allosteriche, proteine ricombinanti.

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.
Selezione cellulare: La maggioranza delle metodologie per selezione cellulare, quali Magnetic-Activated Cell Sorting e Fluorescent-Activated Cell Sorting, fa uso di marcatori immunologici. Per talune applicazioni, tuttavia, gli specifici marcatori possono non essere disponibili, o il processo stesso di marcatura può interferire con la vitalità o la funzionalità delle cellule selezionate. La ricerca, quindi, di nuove metodiche per la selezione cellulare senza marcatura rappresenta un settore di notevole interesse soprattutto nel campo della ricerca sulle cellule staminali. In collaborazione con il Prof. G.P. Bagnara (Dip. Istol., Embriol. e Biol. Applicata) è stata studiata la possibilità di impiegare metodiche separative derivate dalla GrFFF per la selezione di cellule staminali umane adulte. Tali cellule possono essere isolate da diversi tessuti dell'organismo e utilizzate per rigenerare in vivo tessuti danneggiati o creare ex vivo nuovi tessuti, con promettenti applicazioni in medicina rigenerativa. È stata sviluppata e brevettata a nome dell'Ateneo (WO07128737) una nuova tecnica per l'arricchimento e la selezione di cellule staminali umane multipotenti, il cui sviluppo procede al fine di un loro utilizzo per applicazioni biomediche.
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. I depositi fibrillari tipici delle amiloidosi neurodegenerative, quali il morbo di Alzheimer (Alheimer's disease, AD), sono principalmente costituiti da proteine β-amiloidi (Aβ). In particolare, il peptide di 42 aminoacidi Aβ1-42   va incontro ad un processo di polimerizzazione per nucleazione, nel quale i monomeri si auto-assemblano in intermedi oligomerici che costituiscono una popolazione eterogenea di aggregati globulari. In collaborazione con la Prof. E. De Lorenzi (Dipartimento di Chimica Farmaceutica, Università di Pavia), si è dimostrata la capacità della F4-MALS di monitorare l'evoluzione delle specie prefibrillari e fibrillari di Aβ1-42, e di fornire informazioni qualitative e quantitative sui relativi aggregati. 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).