Tecnologie

Caratterizzazione dell’invecchiamento di Aceto Balsamico di Modena (ABM) ed Aceto Balsamico Tradizionale di Modena (ABTM) mediante l’impiego combinato di spettroscopia di Risonanza Magnetica Nucleare (NMR) in soluzione ed analisi statistica multivariata. Il database in nostro possesso permette di differenziare i campioni di ABM da quelli di ABTM. Inoltre, all’interno dei campioni di ABM è possibile valutare l’invecchiamento <3/>3 anni, e tra i campioni di ABTM è possibile differenziare quelli con invecchiamento compreso tra 12 e 25 anni o >25 anni.

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.

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).

Le piante hanno un enorme potenziale per contribuire alla soluzione di un gran numero di problemi che il mondo moderno deve affrontare, che vanno da una scarsa resa dei raccolti a problemi causati dai cambiamenti climatici globali. Il nostro team è in prima linea nell’applicazione e promozione delle biotecnologie vegetali (dalle PCR all’ NGS) per lo studio delle risposte delle piante agli stress biotico e abiotico.

Mediante l’impiego della tecnica di Risonanza Magnetica Nucleare (NMR) abbinata ad analisi statistica multivariata è possibile ottenere, grazie ad un database in nostro possesso, diverse caratterizzazioni relative all’autenticità del miele, come la definizione dell’origine botanica e dell’origine geografica. E’ inoltre possibile rilevare la presenza di zuccheri aggiunti, quali ad esempio inulina, sciroppo di mais/malto e zucchero invertito.

Applicazione di spettroscopia di Risonanza Magnetica Nucleare (NMR) in alta risoluzione ed analisi statistica multivariata per la differenziazione di campioni di Parmigiano Reggiano DOP in base alla stagionatura e differenziazione di Parmigiano Reggiano DOP da prodotti “Grana type” presenti sul mercato.

Il sistema simula, con elevata riproducibilità, le condizioni che si verificano nei diversi compartimenti del tratto gastrointestinale e permette di imitare accuratamente il processo digestivo, con la possibilità di valutare bioaccessibilità e biodisponibilità.  Il sistema, inoltre, consente di studiare le sinergie e le interazioni tra i composti bioattivi caratteristici degli alimenti e il microbiota intestinale.

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:

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.

Applicazione della spettroscopia di Risonanza Magnetica Nucleare (NMR) in alta risoluzione combinata anche ad analisi statistica multivariata, per la valutazione della qualità e autenticità dello zafferano. In particolare, viene analizzato il contenuto dei vari componenti (metaboliti).

La tecnologia proposta consiste in un dispositivo portatile per il monitoraggio della freschezza di pesce fresco in base all’odore di quest’ultimo. Il dispositivo è basato su un sensore di gas ed un software di pattern recognition per correlare il segnale del sensore alla freschezza dell’alimento. La tecnologia è pensata per la sua integrazione in frigoriferi di tipo domestico o industriale.

Proponiamo un sistema di spettroscopia innovativo compatto operante nell’ UV. L’ attuale versione, per gas, presenta una camera ottica tubolare in alluminio (lunghezza regolabile, attualmente pari a 20 cm), un LED UV economico commerciale; un rivelatore UV in SiC progettato e prodotto presso il CNR-IMM. Il team ha sviluppato la catena elettronica per la lettura remota wireless in tempo reale in grado di leggere correnti al pA, pur utilizzando componenti e tecnologie costruttive economiche.

La Spettroscopia di Risonanza Magnetica Nucleare allo Stato Solido (SSNMR) è oggi una delle tecniche più potenti per la caratterizzazione di materiali e sistemi solidi, ma anche di materiali cosiddetti “soffici”. Questa spettroscopia permette di caratterizzare in dettaglio le proprietà strutturali e dinamiche su ampie scale spaziali (0.1-100 nm) e temporali (10²-10^-11 s). Conoscere queste proprietà significa ottenere una conoscenza profonda di un materiale e orientarne il design e l’ottimizzazione.

Nel campo della medicina di precisione e rigenerativa, nelle terapie mirate (ad es. terapie antitumorali e antimicrobiche), e nelle applicazioni nei settori cosmetico e nutraceutico è importante disporre di sistemi di nano-delivery sempre più sicuri, efficienti e specifici.