venerdì, Settembre 30, 2022
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Laboratori remoti condivisi per la transizione ecologica

Biosensori, trasduttori,

Studio, ricerca, sviluppo, progettazione, realizzazione di Biosensori per la sanità e l’ambiente, smartbug miniaturizzati, indossabili e NON a contatto, domotica e telemedicina togheter @ network in cloud

AREE DI INTERVENTO

Screening biofisico della natura e origine di trasformazioni incipienti chimiche e fisiche dell’organismo umano a causa di contatto con sostanze nocive diverse.

Intercettazione, geolocalizzazione, identificazione, analisi qualitativa e quantitativa di Agenti Patogeni attivi e/o latenti (superficiali, strutturali, circostanti, comunque circolanti in materiali organici e inorganici), mediante dispositivi miniaturizzati multispettrali , biosensori di controllo dell’interazione di nanoparticelle di diversa natura con le cellule umane e materiali in genere allo stato solido, liquido, gassoso ….

Percezione remota di eventi dinamici emulazione predittiva e predisposizione posturale (es. ginnastica propriocettiva)

Dispositivi biomeccanici con trasduttori e attuatori di sistemi di difesa, dotati di targeting attivi mirati alla identificazione della aggregazione di molecole infettive, sostanze infiammatorie , etc, traslatori di farmaci missilistici e manipolazione remota di variazioni di forma per arginazione di aggregati nocivi ed eventuale distruzione.

Trasduttori biomedici del futuro

Trasduttori attivi a induzione magnetica, piezoelettrico, fotovoltaico, termoelettrico, di conversione dell’energia di parametri biologici in energia elettrica, Misurazione nel corpo umano senza contatto di parametri non elettrici: Temperatura, Suono cardiaco, Pressione sanguigna, glucosio, analisi di cellule ematiche….

Trasduttori passivi resistivo, induttivo, capacitivo per la conversione dell’energia di parametri biologici in energia elettrica, con l’aiuto di una fonte di energia esterna (estensimetro, cella di carico)

Nuovi Trasduttori a membrana di Stefano Bellucci

Micro-piattaforma dotata di una innovativa tecnologia per il rilevamento in tempo reale della presenza di virus nel respiro umano e nell’aerosol, quali i Coronavirus umani (utilizzando per la sperimentazione ceppi a bassa patogenicità quali 229E – Alphacoronavirus – o OC43, Betacoronavirus).

Un tale risultato sarà una svolta senza precedenti, poiché non è attualmente disponibile nessuna tecnologia capace di tale monitoraggio.

Il sistema di sensing proposto potrà essere applicato sia a maschere facciali (uso indoor e outdoor) sia su sistemi di condizionamento dell’aria.

Il sensing proposto sarà legato a membrane di nanomateriali conduttori, su cui sono stati immobilizzati anticorpi selettivi per i virus target, e poi depositate su elettrodi serigrafici (screen printed electrode–SPE).

La determinazione della presenza del virus nell’aerosol avverrà in tempo reale in modo label-free, cioè senza aggiunta di reagenti, mediante la misura dell’impulso elettrico o della variazione di corrente (a potenziale applicato a capi della membrana) in seguito alla formazione del complesso virus/anticorpo-membrana.

L’elaborazione del segnale si baserà anche su paradigmi di intelligenza artificiale (AI), per mitigare l’incertezza legata ai cambiamenti di condizioni ambientali ed operative.

Durante la prima fase il progetto dimostrerà l’affidabilità e la sensitività del sistema realizzato collegando a strumenti di laboratorio gli SPE modificati con le immuno-nanomembrane.

Lo stress ossidativo di Luigi Campanella

Lo stress ossidativo considerato precausa di molte patologie, anche gravi,è considerato un indicatore della incapacità del sistema antiossidante personale a neutralizzare il carico di radicali liberi al quale ciascuno per via sia endogena che esogena viene esposto.

La sua misura avviene attraverso l’analisi dei liquidi biologici con riferimento ad alcuni indici di riferimento.

Poichè la causa dello stress è la mancanza di antiossidanti la cura consiste nella somministrazione di questi attraverso farmaci e/o alimenti.

Il controllo avviene in laboratorio con metodi sostanzialmente di tipo elettrochimico o spettrofotometrico.

L’idea di un controllo continuo del proprio stato di stress ossidativo può essere funzionale ad una maggiore.protezione della salute dei cittadini.

Da qui il progetto per realizzare un sensore indossabile capace di misurare continuamente ed ovunque il suo valore in termini di concentrazione dei radicali liberi non neutralizzati.

A tal fine è necessario disporre di metodi basati su sensori e. biosensori.

Di seguito ne vengono riportati alcuni modelli messi a punto dal.ns gruppo presso il [2] Dip.to di Chimica della Sapienza

-Sensore anmembrana basato sugli addotti radicalici

-Biosensore.basato sulla superossidodismutasi

-Sensore elettrochico basato sul profilo voltammetrico.anodico

Si tratta di stabilire quale dei modelli si presti di.più alla possibilità di essere trasformato in un Sensore indossabile

Il Progetto E-CROME di Fabiana Arduini

Il Progetto E-CROME coinvolge un raggruppamento di 3 OdR operanti nella Regione Lazio:

  1. Dipartimento di Scienze e Tecnologie Chimiche (DSTC) dell’Università degli Studi di Roma Tor Vergata (Mandatario);
  2. Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR);
  3. Fondazione Policlinico Universitario Gemelli (FPG).

Il mandatario (DSTC) collaborerà con il Dipartimento di Ingegneria Civile ed Ingegneria Informatica (DICII) e il Dipartimento di Ingegneria Elettronica (DIE) della stessa Università (UTV)
Le attività del gruppo di ricerca saranno svolte in linea con i ruoli, le competenze, il know-how e le disponibilità materiali ed immateriali che contraddistinguono i singoli partecipanti. Nel complesso verranno impiegate 6 figure professionali, 5 laboratori di Ricerca e 1 Società di Consulenza esterna. Il progetto ha ricevuto un finanziamento di 149921,85 € da parte di Lazio Innova.

L’attività di ricerca proposta sarà volta allo sviluppo di biosensori ad interfaccia wireless RFID-NFC per la telemedicina nell’ambito dell’assistenza domiciliare a pazienti oncologici e terminali, in linea con l’ecosistema regionale dell’innovazione (Sanità Digitale) e le tematiche proprie delle Scienze della Vita (biosensoristica, telemedicina) e della Sicurezza (Cyber security e privacy).

I 3 OdR (UTV, CNR, FPG) sono riconosciuti a livello nazionale ed internazionale come eccellenze negli specifici settori di appartenenza: – Biosensoristica stampata miniaturizzata, Nanobiosensing Lab, Dipartimento di Scienze e Tecnologie Chimiche (UTV)

  • Caratterizzazione biochimica dei biorecettori per lo sviluppo di biosensori, Biosensor Laboratory (CNR)
  • Deposizione di materiale biologico mediante elettrospray (CNR)
  • Comunicazioni e sensoristica a radiofrequenza, Laboratorio di Elettromagnetismo Pervasivo, Dipartimento di Ingegneria Civile ed Ingegneria Informatica (UTV) – Reti di telecomunicazioni e sicurezza, Gruppo Reti , Dipartimento di Elettronica (UTV)
  • Oncologia medica (FPG)

In raggruppamenti parziali, gli OdR cooperano in maniera sinergica, collaborativa e complementare da diversi anni. L’opportunità offerta dal presente bando permetterà di armonizzare le competenze dei singoli in maniera unitaria ed organica al fine creare un network multisettoriale ed interdisciplinare capace, sia su scala regionale che a livello internazionale, di affrontare le nuove sfide nel campo dell’oncologia e della telemedicina mettendo a sistema le più avanzate tecnologie con ricadute tangibili e a breve tempo a livello industriale e sociale.

La selezione delle expertise ricopre tutta la filiera: lo sviluppo del dispositivo diagnostico, la realizzazione della piattaforma biosensoristica, l’integrazione con i sistemi a radiofrequenza, il sistema di reti fino alla trasmissione e alla gestione sicura delle informazioni. Si svilupperà una piattaforma biosensoristica specifica per emocromo ed elettroliti del sangue, in linea con le necessità clinico/diagnostiche espresse da FPG. E-CROME permetterà la messa a punto di metodologie innovative, fondanti per lo sviluppo di future piattaforme biosensoristiche per diversi tipi di analiti in diverse matrici biologiche.

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