L’idea

Biosensori piezoelettrici a risposta in tempo reale per applicazioni ambientali e agro-alimentari

Con il presente progetto intendiamo realizzare biosensori con caratteristiche di innovatività, sia in termini di biomolecole rivelabili sia per le caratteristiche di portabilità, versatilità e di risposta in tempo reale per applicazioni ambientali. In particolare, si lavorerà alla messa a punto di biosensori piezoelettrici basati sulla tecnologia delle microbilance a cristalli di quarzo (QCM) integrati con un sistema di microfluidica per la rivelazione di inquinanti e pesticidi in alimenti, terreni e acque. L’alta specificità del biosensore sarà ottenuta ancorando alle superfici d’oro delle microbilance anticorpi ovvero piccole sequenze di DNA (aptameri), mentre la sensibilità sarà ottenuta attraverso l’applicazione di una nuova tecnica di funzionalizzazione messa a punto nel gruppo di ricerca del Dipartimento di Scienze Fisiche.

Essa consiste nell’irraggiamento degli anticorpi con impulsi laser UV ultrabrevi che provocano la rottura dei ponti disolfurici producendo gruppi tiolici in grado di ancorarsi alla superficie in modo da esporre la parte dell’anticorpo in grado di riconoscere l’analita. Per arrivare alla realizzazione di questo nuovo tipo di biosensore, occorre l’interazione tra specialisti con diverse competenze: di biologia molecolare per l’individuazione degli anticorpi o degli aptameri più adatti a rivelare le specie di interesse, di ingegneria per l’ottimizzazione dell’elettronica di lettura della QCM, di chimica/biotecnologia per la definizione dei protocolli volti ad ottenere un’efficiente funzionalizzazione delle QCM e per la microscopia da effettuarsi sulla lamina funzionalizzata, ed infine di fisica per la gestione della sorgente di radiazione e per una ricerca di base sui meccanismi di interazione radiazione materia. Queste competenze saranno coperte da tutti i partner della collaborazione e dai ricercatori che rientreranno in Italia.

La realizzazione del biosensore, che, già testato a un primo livello laboratoriale, mostra caratteristiche competitive con altre tecnologie con analoga funzione in commercio, attraverso l’azione sinergica ed integrativa dei partner, aprirà nuove frontiere nel campo della tutela ambientale e della sicurezza alimentare, che progressivamente potranno essere esperite sia da parte degli enti preposti al monitoraggio istituzionale che di strutture private che richiedono (o offrono) un costante controllo degli inquinanti e dei pesticidi. Il coinvolgimento di tali soggetti, unitamente a quelli del mondo della scuola e della formazione, nonché dell’associazionismo di categoria o di rappresentanza di interessi diffusi, disseminerà i risultati della proposta progettuale in contesti territoriali e settoriali di area vasta, interfacciando un settore di mercato la cui crescita è resa possibile solo dall’applicazione pratica di ricerche innovative e tecnologicamente avanzate.

Data la qualità della ricerca proposta ci aspettiamo che la collocazione nel mondo del lavoro del personale giovane che sarà coinvolto nel progetto sarà naturale potendo avvenire sia per diretto assorbimento da parte delle aziende coinvolte che avranno a loro disposizione personale altamente qualificato, sia perché sarà realizzato un prodotto di sicuro interesse commerciale che potrà essere un punto di partenza per la nascita di uno “spin-off”