Un sensore a caccia di molecole

di Cristina Serra Un sensore superidrofobico che individua molecole singole in soluzione, e un microscopio ad altissima risoluzione e sensibilità che disegna la mappa chimico-fisica delle membrane cellulari. Sono i risultati di spicco del progetto europeo SMD (Single molecule detection, cioè individuazione di molecole singole) che ha visto collaborare circa 50 ricercatori italiani, tedeschi, inglesi e spagnoli, per tre anni. Finanziato dal 7PQ e guidato dal Centro di biomedicina molecolare di Trieste, SMD ha puntato alla creazione di tecnologie competitive ad ampio spettro applicativo. Come spiega Enzo Di Fabrizio, coordinatore scientifico del progetto e Direttore del dipartimento di nanostrutture all'Iit di Genova: «Volevamo creare strumenti davvero innovativi per l'individuazione di molecole isolate o in bassissima concentrazione, strumenti che conferissero ai nostri ricercatori un vantaggio conoscitivo. Ma aspiravamo anche a creare prodotti commerciabili che, magari migliorati e potenziati, costituissero un'avanguardia tecnologica a firma principalmente italiana». Il supersensore è uno strumento che sfrutta le proprietà delle superfici superidrofobiche, cioè l'effetto foglia di loto. Spiega Di Fabrizio: «Se depositiamo una goccia di liquido su una superficie repellente - come il teflon, che tutti conoscono - la goccia non si espande ma resta a forma di cupola. Immaginiamo che contenga dei sali e facciamola evaporare: i sali resteranno sulla superficie, ma sparpagliati. Noi abbiamo trovato il modo di far collassare la goccia su se stessa, in modo che i sali e le molecole che contiene si condensino in un punto piccolissimo: lì abbiamo collocato un sensore che quantifica con precisione le pochissime molecole presenti». Tra le applicazioni possibili: test antidoping, individuazione di sostanze ambientali presenti in concentrazioni infinitesime e, naturalmente, diagnosi precoce di marcatori tumorali. Ma non è finita qui. Il secondo strumento prodotto dal team guidato dal Cbm è altrettanto sensibile nel leggere la geografia, cioè la struttura delle membrane cellulari. «Qui abbiamo migliorato una tecnologia già esistente, quella del microscopio a forza atomica, trasformando le punte dello strumento in sensori ottici" chiarisce Di Fabrizio. "La luce viene concentrata in pochi nanometri. Le molecole presenti sono eccitate dal raggio e noi le riveliamo combinando un'altra tecnologia, chiamata Raman». In questo modo, lo strumento descrive la struttura della membrana cellulare e quel che accade attraverso il suo spessore. «Il partenariato che abbiamo realizzato in questi anni – sottolinea Maria Cristina Pedicchio, past president del Cbm – ha dato risultati importantissimi. Dimostra che il know-how – principalmente italiano, realizzato da Marco Lazzarino e Monica Mazzolini – accoppiato alla collaborazione tra enti pubblici e privati e alla creazione di laboratori congiunti Cbm-Sissa e Cbm-Cnr Iom, è una strategia vincente». I ricercatori hanno lavorato assieme e nel corso del progetto hanno pubblicato ben tre articoli su alcune delle riviste top del settore: Nature Nanotechnology, Nature Photonics, Nature Communications. ©RIPRODUZIONE RISERVATA