Tecnologie

E' stato messo a punto un procedimento con lo scopo di trattare contemporaneamente migliaia di organismi modello C.elegans, dall'uovo all'adulto invecchiato, in liquido in piastre da 96 o 384 pozzetti. Questa procedura può essere utilizzata per eseguire screening farmacologici e tossicologici di milioni di composti, in volumi molto piccoli e su milioni di animali. Grazie alla facile manipolazione si possono effettuare analisi semiautomatiche utilizzando lettori di piastre o strumenti di High Content Screening.

Mettiamo a disposizione di aziende del campo dell’alimentazione, nutraceutica e sviluppo/riposizionamento di farmaci, le competenze e strumentazione all’avanguardia dei nostri laboratori per il monitoraggio di parametri biologici quali: vitalità, benessere, attività metabolica, ma anche sofferenza, stress, tossicità cellulari. L’utilizzo di metodiche di imaging con sonde fluorescenti/bioluminescenti di ultima generazione, e la possibilità di acquisizioni in time-lapse, garantiscono l’analisi di tali parametri nel tempo.

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 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:

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 prototipo utilizza sensori di umidità del suolo che attraverso una misura della permittività dielettrica stimano il contenuto d’acqua nel profilo del terreno sulla base del quale è avviata l‘ irrigazione attraverso elettrovalvola comandate da relè. Il sistema è stato sviluppato utilizzando tecnologie OpenSource. Nello specifico per le componenti hardware si è utilizzato un single-board computer Raspberry PI 3B+ insieme a un 4G LTE Wi-Fi router e un convertitore modbus rs485/USB.

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).

Il sistema proposto è basato su un elettrocardiografo ad alta risoluzione dove gli elettrodi vengono posizionati sull’addome della madre. I segnali elettrocardiografici acquisiti sono elaborati con un software completamente non-supervisionato per l’estrazione dell’ECG fetale, che combina separazione delle componenti indipendenti, la cancellazione dell’ECG materno e l’ottimizzazione di un indice di qualità.

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).

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.

Il software è basato su modelli matematici in grado di simulare l’andamento nel tempo dei diversi stadi di una popolazione di insetti infestanti a partire da dati ambientali raccolti da capannine meteo poste in una zona di interesse e a informazioni riguardanti lo stadio di sviluppo della pianta ospite. I modelli sono di due tipi: fenologico, che fornisce informazioni sulla suddivisione della popolazione in stadi in funzione del tempo e demografico che permette di conoscere anche l’abbondanza in ogni stadio in cui è suddivisa la specie.

La contaminazione ambientale è un tema di primaria importanza. Nelle aree dove l’esposizione a contaminanti quali metalli pesanti (MP) o gli idrocarburi policiclici aromatici (IPA) è maggiore, si osserva un’aumentata incidenza di patologie cronico-degenerative come quelle oncologiche. Evidenze scientifiche riportano che alcuni fitochimici, sono in grado di interagire con MP ed IPA interferendo con il loro metabolismo cellulare, contribuendo a ridurne le concentrazioni tissutali oppure inibendo i meccanismi citotossici da essi innescati.

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.