Analisi dei farmaci e metaboliti. Coordinatore: Gotti

Figura 1: Vista slicer 3D printing di esempi di dispositivi per combinazione CE-MS, ed elettroferogrammi esemplificativi di separazioni CE-LEDIF di aminoacidi derivatizzati.

Temi di ricerca

1) Tecniche separative su scala analitica e microanalitica (CE, UHPLC, GC-MS) in analisi di composti bioattivi.

Vengono sviluppati sistemi cromatografici ed elettrocinetici, applicati anche in modo integrato all’analisi di specie bioattive in campioni complessi (matrici biologiche, estratti vegetali e campioni ambientali). Lo sviluppo prevede l’utilizzo di tecniche di preparazione del campione quali estrazione in fase solida (solid phase extraction, SPE) es. con molecular imprinting (MIP), microestrazione in fase solida (solid-phase microextraction, SPME). In particolare, fra le tecniche elettrocinetiche vengono ottimizzati metodi di isoelettrofocalizzazione capillare (cIEF) per la determinazione del punto isoelettrico di proteine terapeutiche al fine di ottenere metodi accurati e precisi che consentano un rapido controllo di qualità di anticorpi monoclonali (mAbs).  L’ottimizzazione di tali metodi e la loro convalida si avvale del supporto di approcci chemometrici di disegno sperimentale (Design of Experiments, DoE) e Analytical Quality by Design (AQbD).

2) Implementazione di sistemi di rivelazione combinati alle separazioni elettrocinetiche.

La rivelazione per fluorescenza indotta da laser (LIF) e indotta da diodo ad emissione luminosa (light-emitting diode, LEDIF) è uno degli approcci più efficaci per aumentare la sensibilità nelle tecniche CE. Tuttavia, la lunghezza d’onda di eccitazione di questi dispositivi è univoca e fissa e solo poche molecole sono in natura dotate delle proprietà ottiche per poter essere direttamente rivelate con tali sistemi. Si rende quindi spesso necessaria la modifica della struttura chimica dei composti di interesse mediante reazioni di derivatizzazione che li rendano “attivi” per effetto dell’eccitazione laser o LED; la ricerca è diretta allo sviluppo di originali tecniche di derivatizzazione con nuovi tag fluorescenti per una varietà di molecole di interesse biofarmacologico e ambientale.

3) Microfluidica su carta.

La microfluidica su carta è una tecnica microanalitica usata per la determinazione di farmaci, molecole di interesse biologico, ambientale etc. Si basa sulla preparazione di dispositivi in carta cromatografica usata come supporto idrofilo; mediante la deposizione di materiali idrofobici, ottenuta ad esempio con l’uso di stampanti a cera, vengono creati dei canali attraverso i quali per capillarità è possibile veicolare reattivi e soluzioni campione al fine di far avvenire reazioni specifiche sugli analiti di interesse e poterli rivelare. La carta è un supporto ideale per il basso costo, biodegradabilità, biocompatibilità e per la capacità di fissare i reattivi e gli analiti/campioni grazie alla struttura porosa e idrofila. La ricerca è indirizzata all’ottimizzazione delle dimensioni, della geometria e della struttura dei dispositivi su carta, mediante approcci chemometrici. La rivelazione degli analiti avviene tipicamente per via colorimetrica usando scanner o smartphone che con l’opportuna elaborazione software permettono la determinazione quantitativa. Lo studio è anche rivolto all’integrazione della rivelazione elettrochimica grazie alla combinazione di tali dispositivi con elettrodi serigrafati. 

Membri del Laboratorio

Roberto Gotti, Professore Associato

Muhammad Waqar, Dottorando

Lucrezia Floris, Assegnista

Progetti di internato

Sono disponibili 2 posizioni di internato/anno sulle tematiche di cui sopra.

Pubblicazioni significative

• Nompari, L., Orlandini, S., Pasquini, B., Fontana, L., Rovini, M., Masi, F., Gotti, R. and Furlanetto, S. (2024). “Optimization of hydrolysis conditions of amino acids analysis for UHPLC-UV antigens content determination: Bexsero vaccine a case study”. J. Pharm. Biomed. Anal. 241: 115997. https://doi.org/10.1016/j.jpba.2024.115997

• Lioi, M., Tengattini, S., Gotti, R., Bagatin, F., Galliani, S., Massolini G., Daly, S. and Temporini C.  (2024). “Chromatographic separation by RPLC-ESI-MS of all hydroxyproline isomers for the characterization of collagens from different sources”. J. Chromatogr. A 1720: 464771. https://doi.org/10.1016/j.chroma.2024.464771

• Gotti, R., Fiori, J., Furlanetto, S., Orlandini, S., Candela, M. and Franzellitti, S. (2022). “Assessment of bioaccumulation of glyphosate and aminomethylphosphonic acid in marine mussels using capillary electrophoresis with light-emitting diode-induced fluorescence detection”. J. Chromatogr. A 1681: 463452. https://doi.org/10.1016/j.chroma.2022.463452