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Biosensing & Lab-on-a-chip

Il rilevare e il manipolare materiale biologico tramite dispositivi lab-on-a-chip rappresenta per noi la quotidiana ispirazione per il nostro lavoro. Costantemente, ricerchiamo approcci che riescano a lavorare al livello delle singole cellule e molecole per superare i limiti posti, ad oggi, dalla tecnologia disponibile. Le micro e le nano-tecnologie sono particolarmente adatte per manipolare singole cellule e singole molecole, permettendo di risolvere i problemi attuali relativi a  salute e medicina altamente specifiche e specializzate. Ad esempio, la lettura specifica di oligonucleotidi, proteine o altre concentrazioni di biomolecole sono uno strumento promettente per la diagnosi delle malattie. L’indagine di singole cellule su una piattaforma lab-on-a-chip consente di rilevare le specifiche proprietà cellulari, rappresentanti di preziose informazioni per la fenotipizzazione senza impiego di agenti chimici esterni eventualmente dannosi. Infatti, il nostro gruppo di ricerca si occupa di microfluidica, micro-fabbricazione e nano-tecnologie per lo sviluppo di dispositivi di interfaccia con cellule e biomolecole per applicazioni nella diagnosi delle malattie, nell’avanzamento delle terapie e nella fenotipizzazione cellulare. Abbiamo sviluppato inoltre microparticelle e microgeli di hydrogel opportunamente decorati con molecole altamente specifiche che vadano poi rilevate otticamente per identificare biomarcatori clinicamente discriminanti. Sfruttiamo l’unicità fisica su piccola scala anche per elaborare e analizzare le cellule e produrre dispositive lab-on-a-chip smart. Il nostro obiettivo è anche progettare soluzioni che siano poco costose e versatili per ricercatori e medici – rendendo così fruibili a tutti le biotecnologie avanzate disponibili per risolvere il problema di interesse.

Crediamo che i nostri approcci di ricerca pongano continuamente le basi per la realizzazione di dispositivi di monitoraggio del paziente tramite biomarcatori o tecniche di rilevamento di singole cellule senza usare agenti chimici esterni, anche se biocompatibili. Infatti, le nostre tecnologie mirano a rivoluzionare il futuro della diagnostica dei pazienti, accelerando le nostre capacità nello sviluppare farmaci e terapie più precise, migliorando salute e sostenibilità.

Principali apparecchiature disponibili:

La nostra ricerca si svolge su più laboratori equipaggiati con i seguenti strumenti:

  • Microscopio confocale (LSM-710, ZEISS)
  • Microscopio invertito a luce trasmessa con modulo applicato di fluorescenza (IX-81, Olympus)
  • Microscopio ad olografia digitale con modulo applicato di fluorescenza (DHM, LYNCEE)
  • Stereomicroscopio con ingrandimento del 200x (SMZ18, NIKON)
  • Telecamera ad elevate velocità di acquisizione fino a 35000 fps (MotionBLITZ LTR4.0, MIKRTRON)
  • Telecamera per acquisizione (ORCA FLASH 4.0, HAMAMATZU)
  • Macchine per 3D-printing (VAT tecnica di polimerizzazione, ASIGA MAX X; deposizione di materiale fuso, RAISE3D Pro2 & FLASHFORGE Adventure 2; tecnica basata su getto di materiale, STRATASYS Objet30 Pro)
  • Sistema microfluidico per analisi in flusso di singole cellule (auto sviluppato)
  • Reometro (MCR 302, ANTON PAAR)
  • Macchina per micro-fabbricazione (Mill/GX, MINITECH, PDMS replica)
  • Anticorpi per colorazione di cellule (primari e secondari)
  • Macchinari per colture cellulari (cappe biologiche a flusso, incubatori, and centrifughe)
  • Frigoriferi per conservazione di campioni cellulari (-80°C e azoto liquido)

Pubblicazioni più rilevanti:

Principali progetti di ricerca finanziati:

  1. RARE PLAT NET Regional Technology Platform “Diagnostic and therapeutic innovations for neuroendocrine, endocrine and glioblastoma tumors through an integrated technological platform of clinical, genomic, ICT, pharmacological and pharmaceutical skills”, since 11/23/2018, c) PRIN Project Call 2017 – Prot. 2017XKJTLW); fund value € 394,000.00 (from)

  2. miRNA lab-on-chip: a new tool to revolutionize miRNA biomarkers for liquid biopsy, 1/01/2020 to 1/1/2024, AIRC Individual Grant – IG 2020 (project number 24623)

Settore/i ERC (European Research Cuncil):

  1. PE08_ 13
    Industrial Bioengineering

Parole chiave:

Biosensoristica
Hydrogel
Biopsia liquida
Saggio a base di beads
Cellule singole
Viscoelastico
Light Scattering
Deformazione di cellule
Fenotipizzazione
Barcode biologico

Docenti e ricercatori:

Filippo Causa

David Dannhauser

Paolo Antonio Netti

Enza Torino

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