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Roberto Gotti

Professore associato confermato

Dipartimento di Farmacia e Biotecnologie

Settore scientifico disciplinare: CHEM-07/A Chimica farmaceutica

Temi di ricerca

Parole chiave: separazioni chirali convalida di metodi analitici elettroforesi capillare analisi cromatografica preparazione del campione analisi di proteine terapeutiche microfluidica su carta

L'attività di ricerca è svolta nel settore dell''analisi farmaceutica ed in particolare si colloca nell''ambito dello sviluppo ed applicazione di tecniche separative cromatografiche (HPLC e GC-MS) e di elettroforesi capillare (CE) nell'analisi di composti bioattivi farmaceutici sintetici e di origine naturale.

Le tematiche di ricerca sono delineate nelle seguenti direzioni:
1) Sviluppo ed applicazione di sistemi elettrocinetici basati su fasi pseudostazionarie complesse (micelle miste, micelle-ciclodestrine, microemulsioni e proteine).
2) Sviluppo ed applicazioni di metodi di isoelettrofocalizzazione per la caratterizzazione di proteine terapeutiche (in particolare anticorpi monoclonali).
3) Sensori basati su microfluidica su carta.

1.Sviluppo ed applicazione di sistemi elettrocinetici basati su fasi pseudostazionarie complesse
La selettività separativa in sistemi elettrocinetici può essere favorevolmente migliorata addizionando al tampone di corsa elettroforetica adatti componenti che possono stabilire interazioni reversibili con gli analiti. Gli additivi di maggiore successo appartengono alla classe dei tensioattivi; essi vengono di solito impiegati ad una concentrazione superiore alla concentrazione micellare critica (cmc) al fine di creare un sistema micellare detto fase pseudostazionaria che presenta ottime capacità di interazione con gli analiti. In questo settore l'attività di ricerca è finalizzata allo sviluppo di nuovi sistemi costituiti da micelle miste formate per esempio da sodio dodecilsolfato (SDS) e altri tensioattivi. Inoltre è stato approfondito il ruolo delle ciclodestrine quali additivi chirali in sistemi micellari. Infine vengono studiate, quali fasi pseudostazionarie complesse, microemulsioni a base di eptano e ottano in presenza di tensioattivi e co-tensioattivi. Il ruolo dei vari componenti di tali sistemi complessi viene determinato attraverso la valutazione di parametri tipicamente cromatografici come selettività, risoluzione, fattore di capacità ed efficienza e parametri di tipo chimico-fisico quali potenziale zeta, raggio ionico degli aggregati micellari, determinazione delle costanti termodinamiche di complessazione e delle costanti cinetiche.
L'uso di proteine quali additivi al tampone CE appartiene a questo settore di ricerca; in particolare le proteine possono essere considerate quali utili selettori chirali.
In generale lo sviluppo di tali sistemi complessi si avvale vantaggiosamente di supporti matematico-statistici (chemometrici) e basati sul Quality by Design in collaborazione con l'Università di Firenze; sono stati sviluppati nel corso dell'attività, utili metodi per l'analisi di impurezze farmaceutiche descritte nelle varie farmacopee. 

2. Isoelettrofocalizzazione capillare.
Il sistema detto isoelettrofocalizzazione capillare (CiEF) consente di studiare e caratterizzare le varianti di carica delle proteine terapeutiche e in particolar modo degli anticorpi monoclonali permettendo la determinazione dei punti isoelettrici di tali varianti. Questa caratterizzazione è di importanza fondamentale nel controllo di qualità dei farmaci biotecnologici.

3. Sensori basati su microfluidica su carta.
La fabbricazione di chip microfluidici può essere realizzata su carta cromatografica e mediante stampante a cera si possono definire i confini idrofobici di canali entro cui ottenere un flusso di fluidi regolato dall'azione capillare, rendendo in tal modo superflue pompe esterne. I dispositivi ottenuti detti microfluidic paper-based analytical device (µPAD) vengono usati come supporto per reazioni che permettono la rivelazione colorimetrica di vari analiti di interesse. La rivelazione può avvenire mediante scansione dell'immagine anche usando smartphone. Poiché il movimento del fluido nei canali microfluidici è correlato alla sua architettura, è necessario ottimizzare dimensionalmente il dispositivo prima del suo utilizzo. In questa linea di ricerca per tale ottimizzazione, viene adottato l'approccio Analytical Quality by Design (AQbD).