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).
