Tecnologie

E' stato messo a punto un biosensore basato su microsfere magnetiche funzionalizzate con un DNA-aptamero per il biomonitoraggio specifico di contaminanti biologici (micotossine) nelle urine.

I dispositivi di rilevazione della presenza di molecole d’interesse (analiti) hanno goduto di un rinnovato slancio per l’introduzione di elementi biologici (biosensori). La loro elevata specificità è utilizzata in svariati campi, dal monitoraggio ambientale e la bio-medicina fino alla tutela e la promozione dei prodotti agroalimentari. Tuttavia, l’alto costo di produzione e la poca compatibilità a campionamenti di massa (high-throughput) talvolta ne limitano l’utilizzo.

C-ImmSim è uno dei modelli computazionali più avanzati del sistema immunitario. Il software utilizza stringhe (di bit o di amminoacidi) per rappresentare il "sito di legame" di cellule e molecole. C-ImmSim è un modello basato su agenti che include le principali classi di cellule immunitarie del lignaggio linfoide e alcune del lignaggio mieloide. Le cellule T helper sono divise in cinque fenotipi e le cellule B sono divise nei due fenotipi.

Le conchiglie dei molluschi bivalvi sono costituite principalmente da CaCO₃ (ca. 95%), con una piccola frazione di materia organica. Se il minerale venisse recuperato dai gusci, si avrebbe una "miniera" rinnovabile e sostenibile di CaCO₃ "blu". Le conchiglie, anche dopo l'asportazione della carne, mantengono una certa quantità di sostanza organica. Pertanto, come primo passo della produzione di CaCO₃ "blu", è necessario rimuovere i componenti organici, cuocendo i gusci in un forno appropriato, dopo il lavaggio per rimuovere i sali.

La drammatica emergenza sanitaria mondiale per la pandemia dovuta al SARS-CoV-2 richiede nuovi dispositivi diagnostici, in grado di identificare la presenza del virus nei campioni biologici dei pazienti. In tale direzione, lo sviluppo di un test innovativo a basso costo, che fornisca l’esito entro pochi minuti, riproducibile e che possa rivelare la presenza diretta anche di poche particelle virali, sarebbe di fondamentale importanza per il monitoraggio e il contenimento della pandemia.

E’ stato sviluppato un sistema di micro-cogenerazione distribuita per la produzione autonoma di energia termica (tra i 25 e i 70 kW_th ) ed elettrica (tra i 5 e i 10 kW_el), in modo continuo e programmabile, a partire da biomasse eterogenee.

Compact-GC è un modulo analitico per la pre-concentrazione purge&trap e la separazione (gas)-cromatografica di un campione, realizzato interamente da componentistica MEMS. I due MEMS analitici (pre-concentratore e colonna GC) sono interconnessi da un manifold micro-fluidico, anche esso MEMS. Il manifold micro-fluidico, oltre ad interconnettere i due MEMS analitici, integra le micro-valvole che implementano il ciclo analitico.

Dispositivi biomedicali inerti con funzione portante modulabile dotati di una peculiare microstruttura composita multi-dominio. Il sistema compositivo di riferimento è Zirconia-Allumina con composizione complessiva prevalente di zirconia o allumina customizzabile.

Abbiamo sviluppato un composito ibrido organico-inorganico costituito da una 2D-perovskite (2D-PVK) e un copolimero. A temperatura ambiente il composito è altamente trasparente nella regione visibile con trasmittanza > 90%. A temperature più elevate, il movimento delle catene polimeriche rilascia i precursori della PVK, consentendone la formazione, che si traduce in un film colorato. Il colore cambia in base al valore 'n' della PVK. La PVK con n=1 inizia a colorare a 70°C, raggiungendo un ∆Tmax = 91,5% a 510 nm.

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).

I batteriofagi filamentosi per dimensione, biodistribuzione in vivo e facilità di ingegnerizzazione, sono considerati nanoparticelle naturali. La tecnologia sviluppata permette la costruzione di fagi veicolanti antigeni proteici e lipidi immunomodulanti. Grazie all’alto contenuto di residui idrofobici, le proteine del capside fagico hanno alta affinità di legame ai lipidi, permettendo la coniugazione di lipidi immunostimolatori.

I nanofili di silicio (SiNWs) sono strutture con diametri che possono variare da qualche decina a qualche centinaia di nanometri, e lunghezze che vanno da poche centinaia di nanometri a millimetri. I SiNWs sono realizzati presso i laboratori dell'IMM-CNR, sezione di Roma, con tecnologie di tipo bottom-up, come la deposizione PECVD (plasma enhanced chemical vapor deposition), a temperature di crescita sufficientemente basse (≤350°C) da essere compatibili con substrati plastici o vetrosi.

Questa tecnologia riguarda la sintesi di materiali polimerici reticolati in forma di gel macroporosi a base di poli (2-idrossietil metacrilato),  in grado di sequestrare l'anticoagulante eparina da soluzioni acquose, fisiologiche, e fluidi biologici. I materiali ottenuti sono  morfologicamente elastici e meccanicamente stabili, e mostrano elevata specificità e selettività per l’eparina come dimostrato dal trascurabile adsorbimento di specifiche proteine  del sangue quali l'antitrombina III, l'albumina e le proteine totali.

I data logger per l'acquisizione di dati ambientali sono disponibili in commercio da diversi anni, ma il loro costo spesso ne limita l'uso. Lo sviluppo di data logger a basso costo, con caratteristiche adeguate all’acquisizione di dati ambientali e fisiologici, al fine di comprendere le relazioni tra organismi e ambiente, e in grado di registrare e archiviare dati per lunghi periodi di tempo è fondamentale per una loro diffusione in ambito naturalistico, industriale ed agro-forestale.