Tecnologie

La tecnologia riguarda la realizzazione di antenne ottiche planari composte da film sottili in metallo e materiali dielettrici per l’efficiente direzionamento della luce emessa da sorgenti luminose, quali molecole fluorescenti e bio-marcatori. Si compongono di uno strato riflettore, adiacente al substrato, ed uno direttore, semiriflettente, tra i quali è posizionato l’emettitore, integrato in uno strato omogeneo dielettrico.

La nostra proposta riguarda formulazioni innovative contenenti complessi metallici ed estratti vegetali per il trattamento del diabete. Le formulazioni sono state testate in vitro su modelli cellulari di adipociti umani mostrando un’elevata azione ipoglicemizzante dovuta all’effetto sinergico dei due componenti. Gli estratti vegetali, derivati da biomasse di scarto provenienti dall’industria agroalimentare, possiedono un’elevata attività antiossidante e interessanti proprietà nutraceutiche grazie alla loro composizione ricca in polifenoli.

Abbiamo identificato composti che mostrano un’azione neuroprotettiva in vivo, in modelli di malattie neurodegenerative (es. SMA, Parkinson, Alzheimer, Huntington) ottenuti nell’organismo modello C. elegans. Questi composti consistono in: miscele di estratti naturali (in numero di 22), molecole naturali (15) e molecole sintetiche (11).

CNR-ISTEC sviluppa compositi geopolimerici per applicazioni termo-strutturali, quali: intercapedini autoportanti; isolanti termici e acustici; barriere termiche e taglia-fuoco; rivestimenti per alta temperatura e damping; stampi e anime per la fonderia; schiume e rivestimenti refrattari. I geopolimeri sono materiali consolidati per via chimica a T<300 °C. Essendo polimeri inorganici senza acqua in struttura tollerano le alte temperature: sono incombustibili, non sviluppano gas o fumi e non esplodono.

La costante richiesta di dispositivi elettronici sempre più potenti ed efficienti dal punto di vista energetico rispetto a quelli esistenti sta sfidando gli scienziati e le aziende a sviluppare soluzioni innovative in grado di soddisfare tali esigenze tecnologiche primarie.

Lo sviluppo di alimenti funzionali è spesso limitato dai processi di produzione industriale. Ad esempio, per la produzione di alimenti da forno l’utilizzo di alte temperature di cottura determina denaturazione delle proteine, distruzione delle vitamine, alterazione degli acidi grassi, etc. La protezione di queste componenti è essenziale nella produzione deli alimenti senza glutine in quanto generalmente poveri in proteine e vitamine.

Recentemente, le vescicole si sono dimostrate uno strumento prezioso e innovativo contro le malattie neurodegenerative. In particolare, nel settore Biotech ci si aspetta una sempre più profonda penetrazione di nuovi modelli di cura e farmaci biologici basati su terapie cellulari, subcellulari e vescicole

Il brevetto si basa sulla produzione di nanovescicole a base di mielina (MyVes) prodotte mediante microfluidica a partire dalla mielina estratta da tessuto cerebrale. Tali vescicole trovano due grandi campi di applicazioni come potenziali farmaci o come integratori/nutraceutici.

Attualmente, i liposomi (vescicole sintetizzate artificialmente) sono utilizzati come vettori di numerose molecole nelle industrie cosmetiche e farmaceutiche. In ambito clinico, ad esempio, vengono impiegati per incapsulare antibiotici, proteine, materiale genetico, vitamine e farmaci antitumorali.

Progettiamo e analizziamo neoproteine con valore nutrizionale ottimizzato a seconda delle necessità, evitandone la degradazione - mantenendo quindi un’elevata resa di produzione - e l’aggregazione (che potrebbe renderle indigeribili). Le neoproteine vengono prodotte e caratterizzate in sistemi vegetali come bioreattori. Abbiamo già creato zeolina, formata dalla fusione di una proteina dei semi di fagiolo con una porzione di una dei semi di mais.

Ai processi enzimatici di prima generazione, secondo il principio "singola reazione–singolo enzima", si preferiscono combinazioni di più enzimi in una catena produttiva, per la sintesi di composti ad alto valore aggiunto partendo da substrati semplici ed economici. Un requisito importante per ottenere il controllo nelle “reazioni enzimatiche a cascata” è la capacità di trasportare da un biocatalizzatore a quello successivo i vari intermedi, limitando al più possibile la diffusione di questi ultimi nel solvente.

Le antocianine sono pigmenti polifenolici antiossidanti prodotti dalle piante che vengono usati largamente nell’industria alimentare, cosmetica e farmaceutica. La tecnologia permette di ottenere in breve tempo linee cellulari di patata nelle quali è aumentata la produzione di antocianine altamente acetilate e altamente complesse oltre ad altri composti antiossidanti del gruppo dei polifenoli.

Le piante possono competere con i sistemi di espressione tradizionali (cellule di mammifero, lieviti o batteri) per produrre proteine/peptidi ricombinanti di interesse farmaceutico/industriale/alimentare. Questa tecnologia è denominata “Plant Molecular Farming”. Il team di ricerca CNR-IBBA offre lo studio di nuove strategie per l'espressione e l'ottimizzazione di proteine/peptidi ricombinanti in sistemi vegetali (tessuti vegetali, piante transgeniche, cellule vegetali in coltura). La nostra pipeline è basata sui seguenti moduli:

L’ottimizzazione dei processi metallurgici risulta oggi cruciale per la progettazione e sviluppo di materiali avanzati in grado di operare e resistere in condizioni estremamente aggressive quali quelle di impianti di produzione di energia, fonti rinnovabili, reattori nucleari di nuova generazione, elettronica avanzata, trasporto a terra, avionica e aerospazio, catalisi, biomedicali, ecc.

Il vino è una delle bevande economicamente più importanti e nonostante esistano regole europee specifiche, può essere soggetto a frodi ed errori di etichettatura. I recenti sviluppi della genomica hanno permesso di identificare e caratterizzare una nuova generazione di marcatori molecolari, i Single Nucleotide Polymorphisms (SNPs), considerati i marcatori del futuro per l’identificazione varietale in vite.

Il nostro Istituto sviluppa sensori a basso costo su substrato plastico per la rilevazione di gas e composti organici volatili (VOCs). I dispositivi in questione rappresentano il prodotto della combinazione di molteplici tecniche di fabbricazione, facilmente scalabili, con materiali attivi, quali ossidi metallici nanostrutturati e miscele di nanostrutture decorate con nanoparticelle metalliche, che assicurano un’elevatissima sensibilità agli analiti in esame (nell’ordine delle centinaia di ppb).