Esempi significativi in cui una metodologia analitica di tipo top-down può venire applicata con successo si trovano sia in campo biotecnologico che ambientale. I componenti l’Unità Italiana possiedono un’ ampia e consolidata esperienza riconosciuta a livello internazionale nello sviluppo di metodiche analitiche di tipo top-down in proteomica e per la caratterizzazione di sistemi nanodispersi di interesse ambientale basati sul principio del frazionamento in campo-flusso (FFF). L’Unità Italiana è da tempo leader nello sviluppo della FFF a fibra tubolare porosa (HF FlFFF) per la separazione e successiva caratterizzazione di cellule e di proteine intere in forma nativa. Tra gli esempi di tali applicazioni, l’Unità ha impiegato la HF FlFFF per frazionare batteri interi disattivati e lieviti di interesse biotecnologico, rispettivamente per la produzione di vaccini e per produzioni vinicole. L’Unità ha inoltre accoppiato per la prima volta la HF FlFFF a sistemi di spettrometria di massa (MS) ed analizzatore a tempo di volo (TOF) con sorgenti a basso impatto, quali ionizzazione elettrospray (ESI) e desorbimento/ionizzazione al laser in matrice (MALDI), per il profiling di cellule intere e per l’analisi di proteine funzionali. Mediante la combinazione della HF FlFFF con la tecnica MALDI/TOFMS e con un opportuno dispositivo di valutazione della attività enzimatica con rivelazione a chemiluminescenza, l’Unità ha recentemente caratterizzato un farmaco a base enzimatica ottenuto mediante un processo biotecnologico a DNA ricombinante. La tecnica HF FlFFF possiede il vantaggio derivante dall’impiego di un canale frazionatore di dimensioni ridotte, nell’ordine dei 100 µL, o anche meno come nel caso di fibre porose di tipo microbore. Tale caratteristica favorisce l’accoppiamento della HF FlFFF a tecniche di rivelazione e caratterizzazione ad alta sensibilità e specificità quale la MS o il laser scattering multiangolo (MALS). L’elemento frazionatore è inoltre sufficientemente a basso costo da prevederne un suo impiego usa-e-getta. Quest’ultima caratteristica rappresenta un importante aspetto per evitare rischi di possibile “effetto memoria” tra un ciclo di analisi e quello successivo, effetto in grado di indurre, ad esempio, contaminazione biologica o artefatti di seria entità nella procedura di caratterizzazione delle proteine oggetto di frazionamento. L’Unità Italiana possiede inoltre metodologie innovative basate sul principio FFF e sul suo accoppiamento con tecniche identificative per sviluppare protocolli di analisi sia “sul campo” (in impianti di trattamento di acque reflue) che in laboratorio delle componenti nanodisperse di sistemi di interesse ambientale. L’interesse verso tali componenti è inoltre rapidamente crescente ed evidenziato dal sorgere di una nuova disciplina: la nanotossicologia. L’Unità Italiana e Coreana hanno già una collaborazione in corso relativamente alla applicazione di tali metodologie innovative per la messa a punto di protocolli analitici in campo nano/biotecnologico e di controllo ambientale. Tale proficua collaborazione già in atto potrà trarre grande beneficio in caso di finanziamento delle attività di ricerca specificatamente proposte per questo Progetto di Grande Rilevanza.
P. Reschiglian (2007). PROGETTI DI RICERCA DI GRANDE RILEVANZA: METODI INNOVATIVI PER L’ANALISI TOP-DOWN DI MACROMOLECOLE ED ANALITI NANODISPERSI DI INTERESSE BIOTECNOLOGICO ED AMBIENTALE.
PROGETTI DI RICERCA DI GRANDE RILEVANZA: METODI INNOVATIVI PER L’ANALISI TOP-DOWN DI MACROMOLECOLE ED ANALITI NANODISPERSI DI INTERESSE BIOTECNOLOGICO ED AMBIENTALE
RESCHIGLIAN, PIERLUIGI
2007
Abstract
Esempi significativi in cui una metodologia analitica di tipo top-down può venire applicata con successo si trovano sia in campo biotecnologico che ambientale. I componenti l’Unità Italiana possiedono un’ ampia e consolidata esperienza riconosciuta a livello internazionale nello sviluppo di metodiche analitiche di tipo top-down in proteomica e per la caratterizzazione di sistemi nanodispersi di interesse ambientale basati sul principio del frazionamento in campo-flusso (FFF). L’Unità Italiana è da tempo leader nello sviluppo della FFF a fibra tubolare porosa (HF FlFFF) per la separazione e successiva caratterizzazione di cellule e di proteine intere in forma nativa. Tra gli esempi di tali applicazioni, l’Unità ha impiegato la HF FlFFF per frazionare batteri interi disattivati e lieviti di interesse biotecnologico, rispettivamente per la produzione di vaccini e per produzioni vinicole. L’Unità ha inoltre accoppiato per la prima volta la HF FlFFF a sistemi di spettrometria di massa (MS) ed analizzatore a tempo di volo (TOF) con sorgenti a basso impatto, quali ionizzazione elettrospray (ESI) e desorbimento/ionizzazione al laser in matrice (MALDI), per il profiling di cellule intere e per l’analisi di proteine funzionali. Mediante la combinazione della HF FlFFF con la tecnica MALDI/TOFMS e con un opportuno dispositivo di valutazione della attività enzimatica con rivelazione a chemiluminescenza, l’Unità ha recentemente caratterizzato un farmaco a base enzimatica ottenuto mediante un processo biotecnologico a DNA ricombinante. La tecnica HF FlFFF possiede il vantaggio derivante dall’impiego di un canale frazionatore di dimensioni ridotte, nell’ordine dei 100 µL, o anche meno come nel caso di fibre porose di tipo microbore. Tale caratteristica favorisce l’accoppiamento della HF FlFFF a tecniche di rivelazione e caratterizzazione ad alta sensibilità e specificità quale la MS o il laser scattering multiangolo (MALS). L’elemento frazionatore è inoltre sufficientemente a basso costo da prevederne un suo impiego usa-e-getta. Quest’ultima caratteristica rappresenta un importante aspetto per evitare rischi di possibile “effetto memoria” tra un ciclo di analisi e quello successivo, effetto in grado di indurre, ad esempio, contaminazione biologica o artefatti di seria entità nella procedura di caratterizzazione delle proteine oggetto di frazionamento. L’Unità Italiana possiede inoltre metodologie innovative basate sul principio FFF e sul suo accoppiamento con tecniche identificative per sviluppare protocolli di analisi sia “sul campo” (in impianti di trattamento di acque reflue) che in laboratorio delle componenti nanodisperse di sistemi di interesse ambientale. L’interesse verso tali componenti è inoltre rapidamente crescente ed evidenziato dal sorgere di una nuova disciplina: la nanotossicologia. L’Unità Italiana e Coreana hanno già una collaborazione in corso relativamente alla applicazione di tali metodologie innovative per la messa a punto di protocolli analitici in campo nano/biotecnologico e di controllo ambientale. Tale proficua collaborazione già in atto potrà trarre grande beneficio in caso di finanziamento delle attività di ricerca specificatamente proposte per questo Progetto di Grande Rilevanza.I documenti in IRIS sono protetti da copyright e tutti i diritti sono riservati, salvo diversa indicazione.
