1. Laboratorio Sensori Ottici, Chimici e Biochimici

Settore applicativo a cui si rivolge: Sviluppo di dispositivi ottici per la rivelazione di parametrici chimici e biochimici, principalmente per applicazioni nel settore biomedicale. In particolare sensori invasivi per misure nell’apparato gastro-esofageo e dispositivi POCT in grado di effettuare misure in prossimità del letto del paziente

Tecnologie utilizzate:

·         Sensori a fibra ottica

·         Piattaforma ottica a fluorescenza per la rivelazione simultanea di un numero limitato di parametri

·         Microdialisi

·         Nanosensing intracellulare per applicazioni teranostica

 

Funzioni di interesse per le imprese:

1.    Collaborazione allo sviluppo di dispositivi biomedicali.

2.    Collaborazione alla stesura di progetti condivisi.

3.    Servizi di microscopia a fluorescenza per applicazioni di interesse biologico e medico.

2. Riferimenti

Istituto: Istituto di Fisica Applicata “Nello Carrara”

Sede: Via Madonna del Piano n.10, Sesto F.no (FI)

Contatti: Dr. Francesco Baldini, Questo indirizzo email è protetto dagli spambots. È necessario abilitare JavaScript per vederlo., 055-5226323

Web: http://www.ifac.cnr.it/chem_bio_sens

3. Descrizione sintetica dell'attività

L’attività del gruppo, attivo fin dai primi anni novanta nell'ambito del settore di Optoelettronica e Fotonica, si è rivolta principalmente alla progettazione e allo sviluppo di sensori ottici per la rivelazione di parametri chimici e biochimici. Negli ultimi dieci anni, il gruppo ha focalizzato la sua attenzione sulle applicazioni biomediche sia per applicazioni invasive/semi-invasive che per "point of care testing". La determinazione del fattore di trascrizione NF-kB basato sul DNA, lo sviluppo di immunosensori per la determinazione della proteina C reattiva e la procalcitonina, la progettazione e lo sviluppo di nuove piattaforme ottiche per l'interrogazione di biochip, la realizzazione e la validazione clinica di dispositivi ottici per il monitoraggio in continuo della CO2 e della bile nello stomaco e del pH nel fluido interstiziale sono solo alcune delle attività di ricerca attuali e passate del gruppo. Negli ultimi anni una parte dell’attività si è concentratta anche nello sviluppo di sonde fluorescneti per l’analisi intracellullare per applicazioni teranostiche. I risultati ottenuti sono pubblicati in più di 100 articoli sia su riviste internazionali che come presentazioni su invito a congressi internazionali. Lo sfruttamento del brevetto CNR del sensore per la rivelazione della bile è stato acquistato dalla industria italiana Prodotec ed è stato commercializzato su scala mondiale dalla compagnia americana Medtronic fino al 2007 ed ora da EBNeuro.

Il gruppo ha una vasta esperienza in progetti sia nazionali che internazionali anche a livello di coordinamento. Le competenze del gruppo vanno dall'ottica all'elettronica, chimica, biochimica e farmacologia; questo particolare aspetto dà al gruppo la necessaria esperienza per sviluppare sensori chimici e biochimici nella loro interezza, a partire dall'elemento sensibile fino all'unità di interrogazione.

 

4. Gruppo di ricerca

Responsabile: Dr. Francesco Baldini

Ricercatori e tecnici:

Nomi e qualifiche:

1.    Ambra Giannetti, Scienze Chimiche e Tecnologie Farmaceutiche, Ricercatrice

2.    Cosimo Trono, Fisica, Ricercatore

3.    Simone Berneschi, Ingegnere, Ricercatore a tempo determinato

4.    Sara Tombelli, Chimica, Ricercatrice a tempo determinato

5.    Francesco Chiavaioli,  Ingegnere, Assegnista

6.    Barbara Adinolfi, Scienze Chimiche e Tecnologie Farmaceutiche, Assegnista

7.    Andrea Barucci, Fisica, Assegnista

8.    Chiara Berrettoni, Ingegneria, dottoranda

5. Elenco dei servizi offerti e delle strumentazioni impiegate
[semplice indicazione nella tabella e sintetica descrizione a parte con documentazione visiva]

Strumenti [*]

Misure

Analisi

Collaudi

Expertise

Formazione / aggiornamento

Divulgazione

Altro (specificare)

*Microscopio Zeiss a luce strutturata 

misure in fluorescenza

 

 

dal 2013

 

 

 

Workstation per la fabbricazione di reticoli in fibra ottica sia di tipo Bragga che a passo lungo

 

Realizzazione di reticoli di tipo custom

 

decennale

 

 

 

Piattaforma ottica funzionante in fluorescenza

Misura simultanea di parametri

 

 

decennale

 

 

 

 

[* Sono evidenziati gli strumenti acquisiti con il "Fondo per le infrastrutture produttive" RT]

Studio e analisi del comportamento dinamico sia della fluorescenza sia di nanostrutture per applicazioni medicali (analisi in fluorescenza di nanosonde ottiche funzionanti a livello intracellulare) sia della fluorescenza di superfici e volumi su scala micrometrica submicrometrica (p.e. analisi di fluorescenza dei chip ottici per applicazioni point of care)

6. Modalità dello svolgimento delle funzioni

1.    Tempi standard di erogazione per servizio

2.    Tariffe dei singoli servizi [per servizio e strumentazione utilizzata] in vigore attualmente [da distinguere dalle ipotesi per nuovi servizi legati alla nuova strumentazione]

7. Risultati delle attività

1.    Attivita' conto terzi svolte nell'ultimo triennio dal laboratorio:
contratto Cecchi srl/IFAC -  realizzazione di una sonda combinata per il monitoraggio di bile e pH nell’apparato gastroesofageo (2012-2013)

2.    Cessione di brevetti:
contratto di sfruttamento esclusivo per Prodotec/Cecchi srl

R.Falciai, A.M.Scheggi, F.Baldini, P.Bechi, "Method of detecting enterogastric reflux and apparatus for the implementation of this method", European Patent number 0323816B1 (6-11-91), estensione del brevetto italiano n.9584 A/87 depositato in data 23 Dicembre 1987

R.Falciai, A.M.Scheggi, F.Baldini, P.Bechi, "Method of detecting enterogastric reflux", USA Patent Number US 4,976,265 (11-12-1990), estensione del brevetto italiano n.9584 A/87 depositato in data 23 Dicembre 1987

 

3.    Progettazione e realizzazione di nuove strumentazioni:
 

Progetti europei:

HEMOSPEC - Advanced spectroscopic hemogram for personalized care against live threatening infections using an integrated chip-assisted bio-photonic system, FP7 (2013-2017)

NANODEM NANOphotonic DEvice for Multiple therapeutic drug monitoring, FP7 (2012-2016) (coordinamento)

CARE-MAN, HealthCARE by Biosensor Measurements And Networking, FP6 (2005-2011)

CLINICIP, Closed Loop Insulin Infusion for Critically Ill Patients, FP6 (2004-2007)

COMOCADOF Continuous Monitoring of Gastric Carbon Dioxide with Optical Fibres (1996-2000)

OFOSEAM On-line Fibre Optic Spectrophotometric Environmental Analysis and Monitoring (1993-1997)

 

Progetti Nazionali

ARTEMIDE (Autonomous Real Time Embedded Multi-analyte Integrated Detection Environment): lab-on-chip totalmente integrato per la diagnosi precoce di infezioni virali, PRIN ( 2013-2016)

ENCODER - Engineered Nanostructures for Cellular imaging and for intracellular delivery of Optically active Drugs for cardiac hypertrophy, progetto Bandiera ((2012-2016)

Microsistemi Optofluidici a Cristalli Fotonici per Biosensori - Realizzazione di Biosensori per la determinazione di CRP e di m-RNA per MGMT integrati nei dispositivi a cristallo fotonico, PRIN(2003-2006)

Sviluppo e realizzazione di biosensori per la determinazione di RNA messaggero in campioni biologici di interesse biomedico, FIRB (2003-2006)

Progetti regionali

Nanocell - Nanosensori ottici all’interno delle cellule (2011-2013)

Realizzazione di prototipi funzionanti sul campo, in ambito ospedaliero; dispositivi certificati secondo le normative CE e FDA

4.    Introiti derivanti da queste attivita' [7.1, 7.2, 7.3];

2.700.000 Euro

5.    Elenco degli utenti/partner di queste attivita'
Cecchi srl, Datamed srl