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PROGRAMMA DI RICERCA 2005
italiano - english
Unità di Ricerca
- Università degli Studi di BRESCIA
CHIMICA E FISICA PER L'INGEGNERIA E PER I MATERIALI
BRESCIA(BS) - Università di PISA
INGEGNERIA DELL'INFORMAZIONE: ELETTRONICA, INFORMATICA, TELECOMUNICAZIONI
PISA(PI) - Università degli Studi de L'AQUILA
FISICA
L'AQUILA(AQ) - Università degli Studi di FIRENZE
CHIMICA
FIRENZE(FI)
Programmi di ricerca simili:
- 1 - Crescita e proprietà di nanocristalli quasi-unidimensionali di ossidi semiconduttori
- 2 - Sintesi, purificazione e caratterizzazione di nanotubi di carbonio funzionalizzati
- 3 - Nano-Analytical Systems for Chem & bio-sEnsing - NASCE
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- 5 - Comprensione ab-initio delle proprieta' strutturali, elettroniche, ottiche di sistemi di semiconduttori nanostrutturati e a bassa dimensionalita'
- 6 - Nanodispositivi elettronici ed optoelettronici a base di nanotubi di carbonio
- 7 - DISPOSITIVI FOTONICI AVANZATI PER APPLICAZIONI BIOMEDICHE
- 8 - SENSORI BIO-FET DI PLASTICA
- 9 - Complessi porfirinici autoorganizzati su scala nanoscopica: proprietà e applicazioni tecnologiche
- 10 - Nanostrutture plasmoniche e loro interazioni con cromofori: verso dispositivi fotonici e sensori ottici innovativi
Classificazione scientifico-disciplinare
- Area scientifico disciplinare: Scienze fisiche
- Area scientifico disciplinare: Scienze chimiche
- Area scientifico disciplinare: Ingegneria industriale e dell'informazione
Classificazione brevettuale
- CHEMISTRY; METALLURGY
- BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- MEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES OR MICRO-ORGANISMS (immunoassay G01N33/53); COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
- COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL (by metallising textiles D06M11/83; decorating textiles by locally metallising D06Q1/04); CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL (for specific applications, see the relevant places, e.g. for manufacturing resistors H01C17/06); INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL (treating metal surfaces or coating of metals by electrolysis or electrophoresis C25D, C25F)
- COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL (applying liquids or other fluent materials to surfaces in general B05; making metal-coated products by extrusion B21C23/22; covering with metal by connecting pre-existing layers to articles, see the relevant places, e.g. B21D39/00, B23K; working of metal by the action of a high concentration of electric current on a workpiece using an electrode B23H; metallising of glass C03C; metallising mortars, concrete, artificial stone, ceramics or natural stone C04B41/00; paints varnishes, laquers C09D; enamelling of, or applying a vitreous layer to, metals C23D; inhibiting corrosion of metallic material or incrustation in general C23F; single-crystal film growth C30B; manufacture of semiconductor devices H01L; manufacture of printed circuits H05K)
- BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- PHYSICS
- MEASURING (counting G06M); TESTING
- INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES (separating components of materials in general B01D, B01J, B03, B07; apparatus fully provided for in a single other subclass, see the relevant subclass e.g. B01L; measuring or testing processes other than immunoassay, involving enzymes or micro-organisms C12M, C12Q; investigation of foundation soil in situ E02D1/00; sensing humidity changes for compensating measurements of other variables or for compensating readings of instruments for variations in humidity, see G01D or the relevant subclass for the variable measured; testing or determining the properties of structures G01M; measuring or investigating electric or magnetic properties of materials G01R; systems or methods in general, using reception or emission of radiowaves or other waves and based on propagation effects, e.g. Doppler effect, propagation time, direction of propagation, G01S; determining sensivity, graininess, or density of photographic materials G03C5/02; testing component parts of nuclear reactors G21C17/00; [N: controlling or regulating non-electric variables G05D; measuring degree of ionisation of ionised gases, i.e. plasma H05H1/00A; testing electrographic developer properties G03G15/08H6])
- MEASURING (counting G06M); TESTING
Classificazione geografica
- Regione: Lombardia
Bibliografia
1. P. Alivisatos, Nature biotechnology , 22, 47-52, 20042. Hood L. et al., Science 306, 640-643, (2004)
3. P. Fortina et al., TRENDS in Biotechnology, 23, 168-173, 2005
4. Wang W. U. et al., Proc. Natl Acad. Sci. USA advance online publication (2005)
5. Cui Y. et al., Science 293, 1289-1292, (2001)
6. Jong-in H. et al., NanoLetters, 4, 1 51-54 (2004)
7. S.W. Chung et al., Appl. Phys. Lett. 76 (2000) 2068–2070.
8. Y. Cui et al., J. Phys. Chem. B 104 (2000) 5213–5216.
9. H. Namatsu et al., J. Vac. Sci. Technol. B 15 (1997) 1688–1696.
10. H. Namatsu et al., Appl. Phys. Lett. 70 (1997) 619–621.
11. A. Potts et al., Appl. Phys. Lett. 52 (1988) 834–835.
12. S.F. Hu et al., Solid State Commun. 130 (2004) 111–114.
13. B. Legrand et al., J. Vac. Sci. Technol. B 20 (2002) 862–870.
14. H. Fujii et al., Appl. Phys. 37 (1998) 7182–7185.
15. P. Bruschi , A. Diligenti, M. Piotto, Microelectronic Engineering 57– 58 (2001) 959– 965
16. A. Diligenti , M. Macucci , B. Pellegrini , M. Piotto Microelectronic Engineering 67–68 (2003) 676–682
17. S. Ciucci, F. D_Angelo, A. Diligenti , B. Pellegrini, G. Pennelli , M. Piotto, Microelectronic Engineering 78–79 (2005) 338–342
18. Pan ZW et al., Science 291:1947–49
19. Wagner R. S. et al., Appl. Phys. Lett. 1964, 4, 89-90.
20. Wagner R. S., Wiley: New York, 1970; pp 47-119.
21. Pan Z. W. et al., Nature 1998, 394, 631-632.
22. Fan S. S. et al., Science 1999, 283, 512-514.
23. Westwater J. et al., J. Vac. Sci. Technol., B 1997, 15, 554-557.
24. Duan X. F. et al., AdV. Mater. 2000, 12, 298-302.
25. Chen C. C. et al., J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 2791-2798.
26. Yang P. D. et al., J. Mater. Res. 1997, 12, 2981-2996.
27. Huang M. et al., Science 2001, 292, 1897-1899.
28. Trentler T. J. et al., Science 1995, 270, 1791-1794.
29. S. Iijima, Nature, 354, 56, 1991
30. X. F. Duan et al., Adv. Mater. 12, 298, 2000
31. S. T. Lee et al., Mater. Res. Bull. 24, 36, 1999
32. H. J. Dai et al., Nature, 375, 769, 1995
33. W. Q. Han et al., Science 277, 1287 1997.
34. X. F. Duan et al. Nature 409, 66, 2001.
35. Z. G. Bai et al., Chem. Phys. Lett. 303, 311, 1999.
36. Y. C. Choi et al., Adv. Mater. 12, 746, 2000
37. M. H. Huang et al., Adv. Mater. 13, 113, 2001.
38. M. H. Huang et al., Science 2001, 292,1897-1899.
39. E. Comini, G. Faglia, G. Sberveglieri, Z Pan, Z. L. Wang, Applied Physics Letters 81, 10 1869-1871 (2002).
40. Faglia G, Baratto C, Sberveglieri G, Zha M. and Zappettini A. 2005, Appl. Phys. Lett. 86
41. Law M. et al., Angew. Chem. Int. Ed. 41:2405–8
42. Li C. et al., Appl. Phys. Lett. 82:1613–15
43. Liu X. et al., Appl. Phys. Lett. 82:1950–52
44. Arnold MS. et al., J. Phys. Chem. B 107:659–63
45. Li C. et al., Adv. Mater. 15:143–45
46. Y. Zhang et al., J. Phys. Chem. B 2005, 109, 1923-1929
47. Dresselhaus M. S. et al., (1996) Science of Fullerenes and Carbon Nanotubes (Academic, San Diego).
48. Dresselhaus M. S. et al., (2001) Carbon Nanotubes (Springer, Berlin).
49. Wong S. et al., (1998) Nature 394, 52–55.
50. Balavoine F. et al., (1999) Angew. Chem. Int. Ed. 38, 1912–1915.
51. Erlanger B. F. et al., (2001) Nano Lett. 1, 465–467.
52. Shim M. et al., (2002) Nano Lett. 2, 285–288.
53. Chen R. J. et al., (2001) J. Am. Chem. Soc. 123, 3838–3839.
54. Mattson M. P. et al., (2000) J. Mol. Neurosci. 14, 175–182
55. M.Z. Atashbar, B.Bejcek, S.Singamaneni and S.Santucci. proceedings of IEEE SENSORS 2004 (Vienna), p. 1048-1051.
56. Hafner J.H. et al., Chem. Phys. Lett. 296 (1998) 195.
57. Li W.Z. et al., Science (1996) 1701.
58. Santucci S., Valentini L, Armentano I, Kenny Jm, Lozzi L (2003). Materials Letters. vol. 57 pp. 3699-3704
59. Kind H. et al., Langmuir 216 (2000) 6877.
60. Dai H. et al., Chem. Phys. Lett. 260 (1996) 471.
61. Chhowalla M. et al., J. Appl.Phys. 90 (2001) 5308.
62. Teo K.B.K., et al., Appl. Phys. Lett. 80, 2011 (2002).
63. TROJANOWICZ M., MULCHANDANI A., MASCINI M. (2004). ANALYTICAL LETTERS. vol. 30, (15) pp. 3185-3204
64. COLLINS P.G. et al., (2000) Sci. Amer. 283 62–69.
65. YAO Z. et al., (1999) Nature 402,273–276.
66. LI J. et al., (2003) Nano Letters,3,597.
67. LIN Y. et al., (2004) Nano Letters, 2,191
68. D. S. Ginger et al., Angewandte Chemie Int. Ed. 2004, 43, 30-45
69. Ki-B. Lee et al., Science 295 1702-1705 (2002)
70. R. Resch et al., Appl. Phys. A 1998, 67, 265–271.
71. L.X. Dong et al., J. of Robotics and Mechatronics (JSME), vol.14, no.3, pp.245-252, 2002.
72. HEMMER W., (1997) 61 pages, http://www.bats.ch.abstr/297intro.htm,
73. PIETSCH K. et al., (1997) Deutsche Lebensmittel-Rundschau, 93, 2
74. HUEBNER P. et al., (1999) Accred. Qual. Assur, 4, 292-298,
75. M. VAÏTILINGOM et al., (1999) J. Agric. Food Chem. 47, 5261
76. S. VOLLENHOFER et al., (1999) J. Agric. Food Chem. 47, 5038
77. GERMINI A. et al., (2004) J. Agric. Food Chem., 52, 3275
78. LUCARELLI F., MARRAZZA G., MASCINI M. (2005) BIOSENSORS & BIOELECTRONICS. vol. 20 pp. 2001-2009
79. MERIC B., KERMAN K., MARRAZZA G., PALCHETTI I., MASCINI M., OZSOZ M.(2004) FOOD CONTROL. vol. 15 pp. 621-626
80. CARPINI G., LUCARELLI F., MARRAZZA G., MASCINI M. (2004)BIOSENSORS & BIOELECTRONICS. vol. 20, (2) pp. 167-175
81. MASCINI M., MANNELLI I., MINUNNI M., TOMBELLI S. (2003). BIOSENSORS & BIOELECTRONICS. vol. 18 pp. 129-140
82. T. Strother et al., J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 1205-1209.
83. W. Cai et al., Biosensors and Bioelectronics 2004, 19, 1013-1019.
84. H. B. Yin et al., Microelectronic Engineering 2004, 73-74, 830-836.
85. A. Macanovic et al., Nucleic Acids Res. 2004, 32, e20.
86. Z. Li et al., Nano Lett. 2004, 4, 245-247.
87. E. Mary Napier et al., Langmuir 1997, 13, 6342-6344.
88. T. M.-H. Lee et al., Langmuir 2003, 19, 4338-4343.
89. S.E. Baker et al., Nano Letters 2002, 2, 1413-1417.
90. K. A. Williams et al., Nature 2002, 420, 761.
91. Santucci S., Valentini L., Kenny J.M., Lozzi L., Picozzi S, Delly B. (2003), JOURNAL OF CHEMICAL PHYSICS. vol. 119 pp. 10904-10910 0021-9606
92. Wolkenstein, Plenum press, NY, 1991 pag 1-34
93. L. Valentini, I. Armentano, J. M. Kenny, L. Lozzi and S. Santucci, Materials Letters, 58 (2004) 470-473.
94. L. Valentini, C. Cantalini, L. Lozzi, S. Picozzi, I. Armentano, J. M. Kenny and S. Santucci, Sensors and Actuators B: Chemical, 100 (2004) 33-40
95. W. Jun Yu et al.,Nanotechnology 16 (2005) S291–S295
96. F. Cattaruzza, A. Cricenti, A. Flamini, M. Girasole,. G. Longo, A. Mezzi and T. Prosperi, J. Mater. Chem., 14, 1461-1468, 2004.
97. Williams K.A. et al., (2002) Nature, vol.420, 19-26 December
98. L. Valentini , F. Mercuri , I. Armentano , C. Cantalini , S. Picozzi , L. Lozzi , S. Santucci , A. Sgamellotti and J. M. Kenny, Chemical Physics Letters, 387 (2004) 356-361
99. G. Andreano, F. Cattaruzza, L. ellai, E. Chirivino, A. Cricenti, A. Flamini, M. Girasole, G. Longo and T. Prosperi, Nucleic Acids Research, submitted, 2005.
100. R. Voicu et al., Langmuir, 20, 11713-11720, 2004.
Parole Chiave
NANOBIOTECNOLOGIA; NANONASTRI DI OSSIDI METALLICI; SILICIO; NANOTUBI DI CARBONE; TECNOLOGIE MICROELETRONICHE; BIOSENSORE AL DNA; IBRIDAZIONE; ORGANISMI GENETICAMENTE MODIFICATI; NANOMANIPOLAZIONENanosensori quasi mono-dimensionali per la biorilevazione ultra sensibile priva di marcatori
Università degli Studi di BresciaAbstract
Lo sviluppo di dispositivi elettricamente indirizzabili per la rilevazione senza marcatori di DNA e di altre macromolecole biologiche ha la potenzialità di rivoluzionare sia la ricerca di base in campo biologico che i controlli di qualità degli alimenti e i sistemi di protezione da bioterrorismo e in campo medico.Lo scopo principale del progetto consiste nel dimostrare la potenzialità di tecnologia nuova e innovativa e di materiali nanostrutturati materiali per la rilevazione di DNA senza l'ausilio di marcatori, con elevata sensibilità, e con buona selettività, per fornire le basi di una rivelazione di DNA molteplice, integrata, e ad elevata capacità di trattamento per controlli genetici estesi, rilevazione di pericoli biologici e per sicurezza alimentare.
Nell'ambito della ricerca, verrà progettato, realizzato e sperimentato un nuovo biosensore di DNA basato sulle proprietà sensibili di nanostrutture quasi-unidimensionali opportunamente funzionalizzate. Una piattaforma tecnologica di elettronica dedicata e di nanomanipolazione verrà sviluppata per costruire un dispositivo basato su un singolo nanofilo sensibile. Per verificare il funzionamento del dispositivo, verrà identificata una applicazione di prova per la rilevazione di organismi geneticamente modificati (OGM) per controlli estesi a basso costo nel campo della sicurezza alimentare.
Per sviluppare l'elemento sensibile nanostrutturato, verranno considerati gli approcci top-down e bottom-up >>>
Coordinatore Scientifico del Programma di Ricerca
Giorgio SBERVEGLIERI Università degli Studi di BRESCIAObiettivo del Programma di Ricerca
Lo sviluppo di dispositivi elettricamente indirizzabili per la rilevazione senza marcatori di DNA e di altre macromolecole biologiche ha la potenzialità di rivoluzionare sia la ricerca di base in campo biologico che i controlli di qualità degli alimenti e i sistemi di protezione da bioterrorismo e in campo medico.Lo scopo principale del progetto consiste nel dimostrare la potenzialità di tecnologia nuova e innovativa e di materiali nanostrutturati materiali per la rilevazione di DNA senza l'ausilio di marcatori, con elevata sensibilità, e con buona selettività, per fornire le basi di una rivelazione di DNA molteplice, integrata, e ad elevata capacità di trattamento per controlli genetici estesi, rilevazione di pericoli biologici e per sicurezza alimentare.
Nell'ambito della ricerca, verrà progettato, realizzato e sperimentato un nuovo biosensore di DNA basato sulle proprietà sensibili di nanostrutture quasi-unidimensionali opportunamente funzionalizzate. Una piattaforma tecnologica di elettronica dedicata e di nanomanipolazione verrà sviluppata per costruire un dispositivo basato su un singolo nanofilo sensibile, come mostrato in Figure 1. Per verificare il funzionamento del dispositivo, verrà identificata una applicazione di prova per la rilevazione di organismi geneticamente modificati (OGM) per controlli estesi a basso costo nel campo della sicurezza alimentare.
Figura 1 Schema del biosensore di DNA
Il >>>
Durata
24 mesiBase di partenza scientifica nazionale o internazionale
Gli eventi molecolari possono essere rilevati in biologia principalmente attraverso tre tecniche: rilevamento ottico, magnetico ed elettrico. Sebbene le tecniche ottiche continuino ad evolvere, la rilevazione elettrica rimane estremamente desiderabile. I sistemi elettrici possono essere miniaturizzati e integrati in sistemi che offrono molti vantaggi rispetto agli schemi elettrici di rilevazione. In questo campo la nanotecnologia ha molte proposte da offrire [1-3].Nanostrutture quasi monodimensionali, quali i nanofili semiconduttori e i CNT, offrono la migliore chance per produrre sensori elettrici di eventi di legami biologici che siano robusti, sensibili e selettivi. Il flusso di corrente in un sistema monodimensionale è estremamente sensibile a piccole perturbazioni, e nei nanofili la corrente fluisce estremamente vicina alla superficie. Le macromolecole biologiche legate alla superficie di un nanofilo che subiscono un evento di legame con una modifica di conformazione o una variazione dello stato di carica, possono quindi perturbare il flusso di corrente nei nanofili. Quindi è possibile in linea di principio che questi materiali possano formare la base di nuovi sistemi di biorivelazione elettrica; importanti passaggi in questa direzione sono già stati compiuti
Per esempio, in una serie di esperimenti eccezionali, Lieber e colleghi [4] hanno creato dei sensori elettronici basati su nanofili di Si spessi alcune decine di manometri che rivelano il legame di >>>




