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Ambiti di applicazione della Nanomedica

Diagnostics Medical Imaging Nanotherapeutics Vaccines Regenerative Medicine
In vitro e In vivo In vivo System & Devices Biomaterials Functionalisation

Nanobiotecnologie: dai nano- (es. per sepsi, melanoma, Parkinson), sono i ni di dispositivi nanobioelettronici. A tal fine, i
biomateriali ai biosensori transistor organici a effetto di campo (OFET) ricercatori del DSV stanno esplorando l’uso di
pilotati con un elettrodo immerso nel fluido nanotubi di carbonio e di grafene come materiali
biologico. Sono chiamati in gergo EGOFET attivi in transistor funzionanti in ambiente ac-
Lo sviluppo dei biomateriali e delle tecnologie (electrolyte-gated OFET) e possono rilevare quoso. L’obiettivo è quello di rilevare proteine
per assemblare dispositivi, manufatti e prote-
si e per interfacciarli, impiantarli o integrarli marcatori molto diversi fra loro per proprietà batteriche o virali per una diagnostica rapida sul
con cellule, tessuti ed organi sono i principali chimico-fisiche, senza apparente limitazione di campo, un ambito di applicazione che l’attuale
obiettivi del Laboratorio di Elettronica Orga- dimensioni e strategia di riconoscimento, con emergenza COVID19 ha evidenziato come di
nica del Prof. Fabio Biscarini e Prof. Carlo sensibilità e selettività prossimi a quelle dei estremo interesse e di enormi potenzialità.
Augusto Bortolotti. In questo ambito, la bio- saggi ELISA tipicamente utilizzati in clinica. L’interazione fra proteine e superfici è al centro
elettronica organica si sta affermando come Le specie target spaziano da molecole relativa- dell’attività di ricerca di Antonio Ranieri, che
piattaforma tecnologica altamente versatile, mente piccole, come ioni o neurotrasmettitori si occupa di studiare processi biocatalitici di
finalizzata alla fabbricazione e validazione di molecolari, a proteine biomarcatori di infiam- proteine contenenti un centro metallico immo-
dispositivi elettronici capaci di integrarsi con mazione, per arrivare a sistemi più complessi bilizzate su elettrodi, eventualmente modificati
la materia vivente non solo grazie a materiali come i virus. Una delle applicazioni di maggio- tramite la formazione di monostrati autoassem-
polimerici e molecolari attivi (quindi “plasti- re rilevanza, che è al centro del progetto Era- blati. Il segnale elettrobiocatalitico generato
che” multifunzionali), biocompatibili, mec- net EuroNanomed III “AMI”, è rappresentata dalla risposta di queste interfacce bio-inorga-
canicamente capaci di aderire in maniera non dal monitoraggio della risposta immunitaria in niche, alla presenza di determinate molecole,
invasiva ai tessuti e organi, ma anche in virtù pazienti trattati con farmaci biologici, verso i costituisce la base di biosensori basati su me-
di tecnologie non-convenzionali utilizzate per quali si può avere la produzione di anticorpi talloproteine. Giulia Di Rocco e Marco Sola
fabbricare e manipolare questi nanomateriali. antifarmaco in grado di disattivare e limitare sono impegnati nello sviluppo di biosensori a
Nella (bio)elettronica organica si usano, come fortemente l’efficacia della terapia. fluorescenza basati sul fenomeno della Fluo-
materiali, semiconduttori alternativi a quelli Una parte di tali conoscenze tecnologiche sono rescence Resonance Energy Transfer per la
inorganici (silicio, germanio) dell’elettronica state trasferite nella start up Organic Bioelectro- rilevazione di piccole molecole leganti alcuni
tradizionale. Si tratta di molecole e polimeri nics Srl, fondata nel 2019 da ricercatori di Uni- enzimi o inibitori degli stessi. Questi biosen-
con proprietà chimico-fisiche che hanno la ca- more, di UNIFE e dell’Istituto Italiano di Tecno- sori sono versatili e possono essere utilizzati
pacità di trasportare cariche elettriche, di mo- logia, con l’obiettivo di sviluppare applicazioni su enzimi puri, oppure per studi in vitro per te-
dulare la conducibilità dei transistor, di operare per l’industria produttiva biomedicale e alimen- stare lo stesso tipo di interazione direttamente
in acqua e fluidi biologici utilizzando voltaggi tare e per il biomonitoraggio ambientale. in cellule. La principale applicazione di questi
e correnti di bassissima potenza, e in totale im- Un’ulteriore linea di ricerca riguarda lo sfrutta- biosensori è l’utilizzo in campo farmaceutico,
mersione senza bisogno di isolamento o pro- mento delle proprietà esibite da nanomateriali a per testare possibili farmaci e per valutarne una
tezione. I sensori diagnostici più promettenti base di carbonio per contribuire alle prestazio- loro azione in contesto cellulare.

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