Piattaforme

Piattaforma di spettroscopia, diffrattometria e studio di interazioni molecolari

Assolve alle necessità di caratterizzare molecole organiche ed inorganiche, macromolecole e loro interazioni.

  • Spettrometro di Risonanza Magnetica Nucleare (NMR). La strumentazione si compone di uno spettrometro di Risonanza Magnetica Nucleare ad alta risoluzione con sonda criogenica in tripla risonanza. Il modello è un Bruker Avance III 600 Ultrashield plus operante a 600 MHz (14.1 Tesla). L’equipaggiamento comprende: Cryoprobe TCI in tripla risonanza (alta sensibilità e osservazione diretta su 1H e 13C) ed un campionatore automatico (B-ACS 60) che consente di eseguire misure in automazione su campioni diversi). Lo strumento può essere utilizzato per varie applicazioni, come l’identificazione e determinazione struttura di molecole organiche la caratterizzazione di macromolecole biologiche a livello atomico (proteine, acidi nucleici), studi d’interazione proteina-ligando e proteina-proteina, nella metabolomica di biofluidi (urina, siero, saliva, CSF), nanobiotecnologie, controllo qualità e analisi alimentari.
  • Sistema per misure di micro-spettroscopia Raman. L’apparato si compone di un Laser a gas Ar/Kr (modello Stabilite RM2018, Spectra Physics) raffreddato ad acqua, avente potenza di 3W, in grado di fornire una decina di righe di eccitazione nella regione del visibile tra 450 e 670 nm. La sorgente laser è accoppiata ad uno Spettrometro Raman a triplo monocromatore (modello T-64000, Horiba-Jobin Yvon) equipaggiato con un microscopio Olympus (BX-41) dotato di tre obiettivi (10x, 50x e 100x) con rivelatore CCD (256×1024 pixels) raffreddato con azoto liquido. Lo spettrometro, impostato in configurazione doppio sottrattivo/singolo, è caratterizzato da un elevato potere di reiezione abbattimento della radiazione elasticamente diffusa, e consente quindi di osservare modi di vibrazione Raman anche nella regione dei bassi numeri d’onda (fino a 5 cm-1 dalla riga laser). Tale strumentazione è solitamente utilizzata per studi di dinamica vibrazionale, di cristalli singoli, ma può essere anche impiegata la caratterizzazione strutturale di sistemi compositi micro e nano strutturati, nell’intervallo spettrale del lontano e medio IR, con risoluzione spaziale (laterale) di 1 micron e con risoluzione spettrale inferiore a 0.5 cm-1/pixel.
  • Diffrattometro a raggi X per polveri. Lo strumento è equipaggiato di una sorgente di raggi X con anodo di rame (Kα, λ =1.5418 Å) e di un rivelatore a stato solido di ultima generazione dotato di “Peltier” in grado di raffreddare fino a –100°C il cristallo di Si(Li) di cui è costituito, permettendo di abbattere il “rumore interno” a valori estremamente bassi. Lo strumento trova applicazione nello studio strutturale di materiali di diversa natura (organica ed inorganica) sotto forma di polveri policristalline o film sottili. Gli ambiti nei quali lo strumento trova una importante applicazione sono la scienza dei materiali e il settore farmaceutico. Infatti, la relazione tra la struttura cristallina e le proprietà del materiale nel primo caso, ed il problema del polimorfismo dei farmaci nel secondo caso, sono argomenti di estrema importanza in ambito chimico e biochimico.
  • Sistema modulare per misure di spettro-fluorimetria. Lo strumento consente l’analisi, in regime continuo e risolto in tempo, della fluorescenza di campioni allo stato solido e in soluzione. Consiste in uno spettro-fluorimetro modulare (modello Nanolog/Fluorolog-3-2iHR320, Horiba-Jobin Yvon) dotato di sorgente Xenon 450W (ozone-free) completa di alimentatore stabilizzato. Può anche essere utilizzato per misure di tempi di vita e per misure di resa quantica.
  • Strumento Zetasizer Nano ZS Malvern. L’apparecchio consente di misurare il diametro idrodinamico (Dynamic Light Scattering), il potenziale zeta e la mobilità elettroforetica (Laser Doppler Micro-electrophoresis) di biomolecole, emulsioni e nanoparticelle dispersi o solubilizzati in un liquido e il peso molecolare (Static Light Scattering) di proteine e polimeri in soluzione.
  • Spettropolarimetro CD (Jasco J-1500). Lo strumento permette l’acquisizione di spettri di dicroismo circolare nel range di lunghezza d’onda 163-950 nm e con banda spettrale 0.01-16 nm. La temperatura è controllata da un sistema Peltier che permette di operare da -30 a 130°C. E’ caratterizzato da doppio monocromatore a prismi con uscita linearmente polarizzata e fascio collimato che permette di ottenere dati CD di alta qualità anche in condizioni di elevata assorbanza. L’aggiunta di un monocromatore e rilevatore dedicato permette l’acquisizione di misure di fluorescenza e CD simultanee. Lo strumento è comprensivo di software Spectra Manager II per l’acquisizione e trattamento dei dati e dei pacchetti Multivariate SSE analysis, Curve fitting, Denaturated protein analysis, Protein ligand analysis e Protein SSE analysis per l’analisi dei risultati. Lo strumento consente l’analisi delle proprietà strutturali delle biomolecole e composti otticamente attivi, la determinazione del contenuto di struttura secondaria (α-elica, β-struttura, random coil) e analisi di variazioni conformazionali di una proteina in seguito ad interazioni con ligandi o variazioni della temperatura.
  • Strumento SPR automatico a doppio canale SensiQ Pioneer (ICx Nomadics). La tecnica di risonanza di plasmoni di superficie (SPR) consente la caratterizzazione di diverse interazioni biomolecolari. Viene utilizzata per monitorare in tempo reale il legame fra un analita in soluzione ed un ligando immobilizzato su un biosensore, senza la necessità di dover marcare una delle due molecole (ad es. interazioni proteina-ligando o proteina-proteina). Il sistema SensiQ è adatto per verificare l’interazione tra molecole e calcolare le costanti cinetiche di associazione e dissociazione, la costante di affinità e la stechiometria del legame. Utilizzando una curva di calibrazione, i dati SPR possono anche essere misurati per determinare la concentrazione di una componente in una miscela.
  • Calorimetro isotermico di titolazione (Nano-ITC, TA Instruments). La calorimetria isotermica di titolazione (ITC) è una tecnica termodinamica impiegata per l’analisi delle interazioni biomolecolari in soluzione senza la necessità di modificare le molecole mediante marcatura o immobilizzazione. È adatta all’analisi di interazioni proteina-proteina, proteina-nanoparticelle, proteina-DNA e interazioni tra macromolecole e piccoli ligandi. Misurando la quantità di calore rilasciata o assorbita durante un’interazione in un esperimento di titolazione, è possibile determinare l’affinità, la stechiometria di legame ed i parametri termodinamici come entalpia ed entropia. Il sistema nano ITC ha il vantaggio di richiedere poco campione (190uL di proteina nella cella) mantenendo una sensibilità elevata, essenziale nello studio delle interazioni biomolecolari.
  • Calorimetro differenziale a scansione (Nano-DSC, TA Instruments). La calorimetria a scansione differenziale (DSC) è una tecnica utilizzata per caratterizzare la stabilità termica e la capacità di calore delle proteine o altre biomolecole (es. DNA) nella loro forma nativa (transizione termica o Tm). La DSC si basa sulla differenza del calore assorbito tra il campione e il materiale di riferimento quando sottoposti alla stessa variazione di temperatura (riscaldamento o raffreddamento) e pressione costante. Il sistema nano-DSC è progettato per determinare la stabilità termica delle proteine in soluzioni diluite, ma anche per eseguire screening di stabilità molecolare o caratterizzare l’interazione specifica o aspecifica tra proteina-ligando.
  • Sistema stopped flow. Il sistema stopped-flow è utilizzato per lo studio di cinetiche chimiche ed enzimatiche o reazioni veloci in tempi dell’ordine dei millisecondi. È un sistema modulare nel quale un microprocessore (MPS-60 BioLogic) controlla il sistema di mescolamento (SFM-300 Biologic) costituito da tre siringhe di spinta contenenti i reagenti e che permette la miscelazione delle soluzioni dalla camera di mescolamento alla cella spettrofotometrica. La cella è collegata a uno spettrofotometro con lampada allo xeno e un rilevatore diode-array (J&M Analytik) che consente di registrare interi spettri di assorbimento in tempi brevissimi e con elevata sensibilità. La configurazione dell’apparato può essere convertita in un sistema quench-flow per bloccare e raccogliere miscele di reazione allo stato pre-stazionario.

Per prenotazioni e informazioni si veda la pagina Come funziona.

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