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BIOPIEZO
Coordinatore di progetto: RAFFAELE VELOTTA

Biosensori piezoelettrici a risposta in tempo reale per applicazioni ambientali e agro-alimentari

Un biosensore è, dunque, caratterizzato da due componenti: il bio-recettore ed il trasduttore. Il bio-recettore può essere costituito da: 1) una molecola biologica (p. es. enzimi, anticorpi, acidi nucleici); 2) un sistema vivente (microrganismi o cellule) oppure 3) un elemento biomimetico (acidi nucleici modificati, anticorpi ricombinanti, MIP “Molecular imprinted polymer” e frammenti di proteine). In seguito al riconoscimento di un analita ad opera del bio-recettore si verifica la generazione di un segnale misurabile. La particolarità dei biosensori è l’integrazione del bio-recettore con il trasduttore in un unico sistema, consentendo così la realizzazione di dispositivi miniaturizzati che effettuano analisi rapide, sensibili, affidabili ed economiche di qualsiasi tipo. A differenza delle tecniche analitiche, che spesso prevedono vari passaggi di trattamento del campione, i biosensori si caratterizzano per la semplicità d’uso e la velocità di esecuzione delle misure. Naturalmente, la semplificazione del metodo di misura e la minore necessità di manipolazione dei campioni diminuiscono il rischio di introduzione e propagazione di errori, garantendo una più alta ripetibilità della misura, anche da parte di personale poco esperto. Una classe particolarmente interessante di trasduttori elettronici è rappresentata dai cristalli piezoelettrici (Quartz Crystal Microbalance, QCM)ai quali all’elettrodo d’oro viene ancorato un bio-recettore rappresentato da un anticorpo monoclonale specifico per l’analita di interesse, il quale viene successivamente posto a contatto con una soluzione contenente la sostanza o il composto da riconoscere e misurare. L'obiettivo generale della proposta è lo studio, la messa a punto e la realizzazione fino al livello prototipale di biosensori destinati alla rivelazione di sostanze di interesse per il controllo ambientale e della sicurezza agro-alimentare. I membri della partnership, infatti, oltre all’indirizzamento ed allo sviluppo di questioni “verticali” scientifiche e tecnologiche, sono fortemente interessati ai risultati della ricerca applicata allo scopo di utilizzare i sistemi messi a punto per migliorare la qualità e la sicurezza del cittadino e ridurre i rischi ambientali ed agro-alimentari in Italia e in Europa.Le specifiche tematiche applicative relative alla matrice alimenti sono i Fitofarmaci (CRA-CAT) e gli Allergeni (CRA-ORT): - I fitofarmaci sono tutte le sostanze che, da sole o in miscela, sono impiegate per prevenire, controllare, o mitigare il danno dei patogeni e parassiti delle colture agrarie. La riduzione dell’uso di questi presidi fitosanitari è uno degli obiettivi della moderna agricoltura, sia per ridurre i costi di produzione, ma soprattutto per ridurne i residui che possono essere presenti nelle derrate alimentari. Oggi, la grande distribuzione organizzata (GDO) impone come requisito indispensabile ai produttori agricoli il rispetto dei limiti dei residui di fitofarmaci nei prodotti da acquistare e commercializzare. In molti casi, i contratti di acquisto tra GDO ed organizzazioni dei produttori (OP) prevedono la presenza nei prodotti di un limitato numero di principi attivi ed anche il livello dei residui deve essere ad un livello inferiore a quelli previsti dalle leggi vigenti. Si aggiunga a questo che nelle diete, siano esse ipocaloriche o semplicemente equilibrate, il consumo di frutta e verdura è sempre più incoraggiato per cui sono aumentate le possibilità di ingerire molecole xenobiotiche. Per questi motivi sia le GDO sia le OP devono sempre più operare controlli stringenti sulle produzioni prima di commercializzarle. Nuovi metodi basati sulla cattura enzimatica o per forma e dimensione come la Quartz Crystal Microbalance (QCM) si propongono di rendere meno costosa, più veloce e routinaria l’analisi dei residui in modo da superare molti dei problemi propri delle metodologie tradizionali. La messa a punto di un metodo rapido e poco costoso potrebbe completare la conoscenza del contenuto in sostanze xenobiotiche dei nostri alimenti.
Elenco strutture
FONDAZIONE CON IL SUD
UNI - Università degli Studi di NAPOLI Federico II - Dipartimento di Fisica - Dipartimento di Fisica
CRA - Unità di ricerca per le colture alternative al tabacco (Scafati SA)
Legambiente Campania ONLUS
CRA - Centro di ricerca per l'orticoltura (ORT)
CNR - CNR - Istituto di Scienza e Tecnologia dell'Informazione (ISTI) "A. Faedo" - Istituto di Scienza e Tecnologia dell'Informazione (ISTI) "A. Faedo"
Privati - STRAGO spa
NOVAETECH SRL
Privati - AVANTECH GROUP

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