Laboratorio di Chimica Analitica e Bioanalitica (ABC-Lab)

Laboratorio di Chimica Analitica e Bioanalitica (ABC-Lab)

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Il gruppo di ricerca di chimica analitica e bioanalitica opera presso la Sede Secondaria CNR-ICCOM di Pisa. Il gruppo possiede una lunga esperienza nelle tecniche spettroscopiche (spettrometria di assorbimento e fluorescenza atomica, spettroscopia infrarossa, Raman, diffusione della luce, fluorescenza molecolare e spettroscopia UV-vis), cromatografiche (cromatografia liquida e gas cromatografia), e tecniche ifenate basate su rivelatori convenzionali (UV, visibile, fluorescenza, spettrometria di massa, spettrometria di assorbimento atomico) e non convenzionali (fluorescenza atomica e misurazione in linea di tensione superficiale).

Il gruppo è pioniere nello sviluppo, implementazione e validazione di nuove metodologie e dispositivi strumentali per la determinazione e caratterizzazione di oligoelementi, specie in tracce ed ultra-tracce in campioni biologici, clinici, ambientali, in alimenti e in materiali organici e inorganici mediante generazione chimica e fotochimica di vapori accoppiata a spettrometria atomica e spettrometria di massa. Il gruppo si occupa anche dello sviluppo di metodi per l’analisi di proteine, amminoacidi e metaboliti in fluidi biologici, colture cellulari e biomateriali. Aderendo ai principi della chimica analitica verde, lo sviluppo di metodi avviene nell’intento di sostituire reagenti aggressivi con sostanze e procedure solvent-free ed environmental friendly.

Nell’ambito della “green chemistry”, un’attività consistente del gruppo riguarda la caratterizzazione multi-tecnica di polimeri, biomateriali e materiali proteici derivanti dal recupero di materiale di scarto (keratina, collagene) e materiali di nuova sintesi, nell’ottica di dare un contributo scientifico nell’ambito dell’economia circolare. Il gruppo svolge attività nello sviluppo di metodi di estrazione di polifenoli, sostanze bioattive e proteine da materiale di scarto basati sull’impiego di ultrasuoni, microonde, DES (Deep Eutectic Solvents) e NADES (Natural Deep Eutectic Solvents). Inoltre, il gruppo collabora attivamente con ricercatori ICCOM della Sede di Pisa per: i) la caratterizzazione di catalizzatori eterogenei e materiali metallici nanostrutturati e lo sviluppo della loro sintesi mediante metodi innovativi (Claudio Evangelisti) e per ii) la caratterizzazione di nuovi materiali di interesse nel settore della “desalination”, dell’accumulo termochimico e del condizionamento dell’aria – umidificazione e deumidificazione (Angelo Freni).

Le tecniche di derivatizzazione degli analiti sono appropriatamente combinate off line o on line con sistemi cromatografici (GC o LC) e rivelatori spettroscopici (UV/visibile, assorbimento atomico, fluorescenza atomica e molecolare, FTIR, ICP ottico e ICP-MS) e reometrici (rivelatore dinamico di tensione superficiale e viscosita’) (sistemi ifenati) per l’analisi e la caratterizzazione di matrici complesse.

Il gruppo collabora attivamente con;

  • il Laboratorio di Metrologia del National Research Council di Ottawa (Canada) e l’Istituto di Chimica Analitica dell’Accademia delle Scienze della Repubblica Ceca, Dipartimento di Analisi di Elementi in Tracce (Praga) per lo sviluppo di metodi di analisi ad elevata accuratezza e per lo studio dei meccanismi di derivatizzazione mediante borano-complessi;
  • Il Dipartimento di Chimica dell’Università di Washington (Seattle, WA) per l’attività connessa con lo sviluppo di un rivelatore dinamico di tensione superficiale per l’analisi di proteine e polimeri;
  • Istituto di Neuroscienze del CNR Pisa per gli studi di metabolomica su cellule sottoposte ad agenti stressogeni.
  • INO CNR Pisa per gli studi di nuovi metodi di estrazione di polifenoli e sostanze bioattive;
  • L’Istituto di Biologia ed Ecologia Marina (Piombino, LI) relativamente al monitoraggio ambientale mediante indagini sui sedimenti marini;
  • University of Edinburgh, School of Engineering, Università Mediterranea di Reggio Calabria e Politecnico di Milano per gli studi su nuovi materiali per desalination, accumulo termochimico e condizionamento (umidificazione e deumidificazione) dell’aria;
  • Università di Pisa, Dipartimento di Chimica e Chimica Industriale e Dipartimento di Ingegneria per il recupero di proteine da materiale di scarto.

Campi di applicazione

  • Chimica analitica di processo
  • Monitoraggio ambientale
  • Chimica delle proteine
  • Chimica clinica
  • Metabolomica
  • Caratterizzazione di materiali e biomateriali
  • Tecniche estrattive a microonde ed ultrasuoni
  • Beni culturali
  • Determinazione e speciazione di metalli in tracce e ultra-tracce (mercurio, selenio, arsenico…) in matrici grezze
  • Meccanismi di idrolisi dei borano-complessi, generazione di idruri e trasferimento di idrogeno
  • Nuove tecniche di derivatizzazione per CG-MS e LC

Competenze

  • Metodi spettrochimici: spettroscopia atomica, spettrometria di massa, UV-Vis, FT-IR, Raman
  • Tecniche cromatografiche: GC, HPLC (SEC, GPC, RPC, HIC, IC), GC-MS
  • Chemiometria
  • Tecnologia a microonde
  • Tecniche termoanalitiche (DSC, analizzatore meccanico dinamico, TGA)
  • Tecniche accoppiate:
    • Generazione chimica di vapori (CVG)/Spettrometria atomica- Spettrometria di massa
    • Generazione fotochimica / Spettrometria atomica – Spettrometria di massa
    • Ossidazione del campione in linea UV / microonde
    • GC/HPLC/Spettrometria
    • HPLC/ICP-MS
    • HPLC/rivelatore dinamico di tensione superficiale

Strumentazione

  • MW FKV Milestone StartD Digestore con controllo della temperatura
  • Eppendorf 5804R Centrifuga e liofilizzatore
  • Spettrofotometro FTIR Perkin Elmer Spectrum 100 dotato di ATRU e Perkin Elmer Frontiers
  • Spettrofotometro UV/Visibile Jasco V-750
  • Spettrofluorimetro Horiba FluoroMax-4
  • DSC7 Perkin Elmer; DMA 7e Perkin Elmer; TG/DTA 7200 Exstar.
  • 2 sistemi HPLC ThermoFinnigan con pompa a gradiente (P2000 e P4000), rivelatore UV-Visibile a Diode Array (UV6000) e rivelatore a fluorescenza (FL3000,) e pompe HPLC microbore (Jasco) per derivatizzazione in linea.
  • HPLC Agilent 1260 Infinity (pompa quaternaria G1311B) equipaggiato con Infinity High Performance Degasser, rivelatore DAD Agilent UV/vis diode array (1260 DAD G4212B) e fluorimetrico.
  • GPC Agilent Technologies 1260 Infinity con rilevatore di indice di rifrazione
  • Gascromatografo CG/MS 6850 accoppiato con rivelatore di massa 5975C MSD (Agilent Technologies, Milano, Italia)
  • Generazione di idruri accoppiata a spettrometro AAS Perkin Elmer 2380
  • 1 prototipo di spettrometro di fluorescenza atomica (AFS) con generazione chimica o fotochimica di vapori (CVG), con iniezione di flusso (FIA) o accoppiamento con HPLC
  • Un prototipo di rivelatore dinamico di tensione superficiale (DSTD) per l’analisi di tensioattivi, proteine ​​e polimeri idrosolubili mediante tecniche di iniezione a flusso (FIA) e HPLC
  • Spettrometro ICP OES Perkin Elmer Optima 8000
  • Analizzatore diretto di mercurio (DMA 80, Milestone)
  • ICP MS serie 7700 Agilent Technologies

Personale strutturato

Categories: Laboratori Tematici
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