Biosensori elettronici intelligenti per la diagnosi precoce di malattie neurodegenerative (bend)
Obiettivo generale della ricerca
L’obiettivo principale del progetto è concepire biosensori OFET in grado di integrare uno strato di elementi di riconoscimento biologici, quali ad esempio anticorpi, direttamente accoppiato ad una componente attiva del dispositivo, quale il canale elettronico, l’elettrodo di gate, o analoghi elementi elettronici. In tal modo i cambiamenti che avvengono nello strato biologico in seguito all’interazione con l’analita target influiranno direttamente su uno o più parametri del dispositivo
Principali risultati prodotti
N. 8 pubblicazioni dotate di impact factor (Pubblicazione)
Studio di protocolli di biofunzionalizzazione specifici (Protocollo)
Biosensori elettronici label-free (Prototipo)
Principale know-how prodotto
Realizzazione di dispositivi elettronici innovativi, basati su transistor a film sottile organico, anche mediante l’implementazione di nanostrutture inorganiche atte a migliorare le performance elettriche
Sviluppo di nuove strategie per l’integrazione di biorecettori in dispositivi FET, Tecniche analitiche avanzate per la caratterizzazione delle superfici biofunzionalizzate
Sviluppo di biosensori label-free ultrasensibili per la diagnosi di malattie neurodegenerative
Sfida sociale: Diagnosi avanzata e precoce di malattie neurodegenerative
L'obiettivo del progetto è sviluppare biosensori basati su OFET per la diagnosi precoce nel campo delle malattie neurodegenerative. Per realizzare un dispositivo bioelettronico robusto, sensibile e selettivo è però necessario mettere a punto sia il sistema di trasduzione che il protocollo di integrazione del biorecettore. Tale tecnologia potrà essere la base di partenza per la realizzazione di biosensori ultra-sensibili, label-free, di elevata stabilità
Collaborazioni internazionali rilevanti attivate
- Weizmann Institute of Science (Collaborazione scientifica)
Integrazione di nanotubi di semiconduttore n (WS2) nello strato di semiconduttore organico p (P3HT) per lo sviluppo di sistemi EGOFET
- Graphenea (Collaborazione scientifica)
Fabbricazione di grafene come materiale di canale in dispositivi EG-FET
Collaborazioni nazionali rilevanti attivate
- Università di Brescia (Progetti congiunti)
Realizzazione di dispositivi EG-FET e loro modelling
Collaborazioni regionali rilevanti attivate
- Università di Bari (Progetti congiunti)
Caratterizzazione mediante spettroscopia fotoelettronica a raggi X (XPS) di strati attivi in dispositivi FBI-OFET; Implementazione di ZnO NPs nello strato del biorecettore in FBI-OFET e studio della stabilità del dispositivo nel tempo di stoccaggio; Preparazione film compositi P3HT/ZnO NPs di dispositivi EGOFET; Studio della stabilità dei dispositivi FET basati su P3HT con acqua come mezzo di gate (water-gated OFET); Caratterizzazione XPS e IR per lo studio dei protocolli di immobilizzazione del biorecettore; Studio del potenziale zeta di ZnO NPs; Modellizzazione delle curve dose-risposta per biosensori FET; Selezione delle coppie biorecettore-biomarcatore di interesse
- ENEA (Collaborazione scientifica)
Caratterizzazione morfologica di strati attivi in FBI-OFET depositati mediante due diversi approcci (Layer-by-layer e spin-coating) mediante He-IM
- CNR - IFN (Collaborazione scientifica)
Preparazione di elettrodi interdigitati source-drain mediante tecniche litografiche; Caratterizzazione SEM di dispositivi/strati di biorecettore
- Macchia E., Sarcina L., Picca R.A., Manoli K., Di Franco C., Scamarcio G., Torsi L.. (2019) Ultra-low HIV-1 p24 detection limits with a bioelectronic sensor. Analytical and Bioanalytical Chemistry
- Macchia E., Picca R.A., Manoli K., Di Franco C., Blasi D., Sarcina L., Ditaranto N., Cioffi N., Osterbacka R., Scamarcio G., Torricelli F., Torsi L.. (2020) About the amplification factors in organic bioelectronic sensors. Materials Horizons
- Picca R.A., Manoli K., Macchia E., Tricase A., Di Franco C., Scamarcio G., Cioffi N., Torsi L.. (2019) A Study on the Stability of Water-Gated Organic Field-Effect-Transistors Based on a Commercial p-Type Polymer. Front Chem
- Picca R.A., Manoli K., Macchia E., Sarcina L., Di Franco C., Cioffi N., Blasi D., Osterbacka R., Torricelli F., Scamarcio G., Torsi L.. (2019) Ultimately Sensitive Organic Bioelectronic Transistor Sensors by Materials and Device Structure Design. Advanced Functional Materials
- Macchia E., Manoli K., Holzer B., Di Franco C., Picca R.A., Cioffi N., Scamarcio G., Palazzo G., Torsi L.. (2019) Selective single-molecule analytical detection of C-reactive protein in saliva with an organic transistor. Analytical and Bioanalytical Chemistry
- Macchia E., Tiwari A., Manoli K., Holzer B., Ditaranto N., Picca R.A., Cioffi N., Di Franco C., Scamarcio G., Palazzo G., Torsi L.. (2019) Label-Free and Selective Single-Molecule Bioelectronic Sensing with a Millimeter-Wide Self-Assembled Monolayer of Anti-Immunoglobulins. Chem. Mater.
- Picca R.A., Manoli K., Luciano A., Sportelli A.M., Palazzo G., Torsi L., Cioffi N.. (2018) Enhanced stability of organic field-effect transistor biosensors bearing electrosynthesized ZnO nanoparticles. Sensors and Actuators B
- Sportelli M.C., Picca R.A., Manoli K., Reb M., Pesce E., Tapfer L., Di Franco C., Cioffi N., Torsia L.. (2017) Surface analytical characterization of Streptavidin/poly(3–hexylthiophene) bilayers for bio-electronic applications. Applied Surface Science
- Macchia E., Picca R.A., Tricase A., Di Franco C., Mallardi A., Cioffi N., Scamarcio G., Palazzo G., Torsi L.. (2019) Organic Bioelectronic Transistors: From Fundamental Investigation of Bio-Interfaces to Highly Performing Biosensors. Organic Bioelectronics for Life Science and Healthcar
- Macchia E., Zak A., Picca R.A., Kyriaki M., Di Franco C., Cioffi N., Scamarcio G., Tenne R., Torsi L.. (2018) Improved Performance p-type Polymer (P3HT) / n-type Nanotubes (WS2) Electrolyte Gated Thin-Film Transistor. MRS Advances
Picca Rosaria Anna
CHIM/01 Chimica analitica
Dipartimento di Chimica
Università degli Studi di Bari "Aldo Moro"
