Studio di processi di riconoscimento molecolare per lo sviluppo di biosensori

Ambito della ricerca

Biofisica

Abstract

La funzionalizzazione di superfici inorganiche, quali metalli o ossidi, mediante biomolecole permette di realizzare interfacce ibride bio/inorganiche che presentano le proprietà funzionali tipiche delle biomolecole depositate. Tra le diverse applicazioni delle superfici funzionalizzate, riveste notevole interesse lo sviluppo di biosensori. In particolare, sfruttando le proprietà di riconoscimento molecolare proprie di biomolecole quali filamenti di DNA o proteine, è possibile ottenere piattaforme selettive in grado di riconoscere in modo specifico particolari biomarker, sovraespressi, ad esempio, nel caso di alcune patologie. Di estrema attualità è lo sviluppo di biosensori per il rilevamento del virus SARS-Cov-2, responsabile dell’emergenza sanitaria COVID-19. La sfida è quella di realizzare sensori sempre più specifici e sensibili, in grado di ridurre, rispettivamente, l’occorrenza di falsi positivi e falsi negativi.

L’attività proposta riguarda la funzionalizzazione di superfici d’oro mediante filamenti di DNA per la realizzazione di superfici sensori in grado di riconoscere, attraverso l’ibridazione tra filamenti complementari, specifiche sequenze di RNA (quali sequenze di RNA di SARS-Cov-2 o sequenze di mi-RNA indicatori di altre patologie, tumorali o cardiache). L’ibridazione tra filamenti di DNA complementari potrà essere sfruttata anche per ancorare sulla superficie anticorpi specifici, in grado di riconoscere particolari antigeni virali/tumorali.

L’attività di tesi riguarderà la deposizione di filamenti di DNA su superficie mediante la tecnica del self-assembly e lo studio dei processi di riconoscimento molecolare (DNA/RNA, DNA/DNA/anticorpo/antigene) mediante microscopia a scansione a forza atomica (AFM) e mediante spettroscopia ottica (spettroellissometria) e di fotoemissione (XPS). Attraverso tecniche avanzate di nanolitografia AFM si potranno inoltre realizzare array di piattaforme sensibili per il riconoscimento parallelo di analiti diversi.