TECNOLOGIA
La tecnologia proposta in BETTER: SPR-POF-MIP
Sensori portatili, altamente sensibili e specifici per una determinata molecola target (analita), si possono realizzare combinando un trasduttore ed un recettore specifico, come rappresentato schematicamente in Figura 1.
Infatti, questa tecnologia del tutto innovativa consente di ampliare l’utilizzo dei Sensori, cosiddetti di pre-analisi, nel campo biomedico, biotecnologico, industriale ed ambientale, a partire dalla diagnostica COVID-19.
Il Progetto BETTER prevede l’utilizzo di un trasduttore basato su sensori in fibra ottica plastica (POF) che sfruttano il fenomeno della Risonanza Plasmonica di Superficie (SPR) [1].
L’approccio sensoristico proposto in BETTER, basato su un trasduttore universale, altamente sensibile ed a basso costo, riportato in Figura 2, è ormai ad un TRL sufficiente per il trasferimento tecnologico (come dimostrato dalle numerose pubblicazioni su riviste scientifiche e dai brevetti nazionali ed internazionali).
Una tipica risposta del trasduttore riportato in figura 2, ottenuta al variare del liquido a contatto con il film nanometrico di oro è riportata in Figura 3 [1].
Su questo trasduttore fotonico, realizzato in POF con semplici processi tecnologici, possiamo depositare un film di polimero a stampo molecolare per implementare il recettore specifico di interesse. I polimeri a stampo molecolare (MIP) sono recettori sintetici atti a riconoscere con un elevato grado di selettività una molecola o una classe di molecole di interesse. I MIP rappresentano una tecnica di riconoscimento molto versatile in quanto “ripogrammabili” e “ricodificabili” opportunamente a seconda del tipo di applicazione. I MIP possono lavorare in matrici e scenari reali complessi senza denaturarsi. La figura 4 rappresenta un outline che mostra come diversi MIP specifici (quindi stampati per molecole diverse) possono essere combinati con lo stesso trasduttore (sensore SPR-POF), ottenendo una combinazione trasduttore-recettore versatile, come quella tipica dei PC, basata sulla combinazione Hardware-Software [2] [3].
Come mostrato in Figura 5, il sensore SPR-POF-MIP utilizzato in BETTER è implementato in un supporto dalle dimensioni compatte e user-friendly che permette l’analisi dei dati in tempo reale.
Inoltre, il sistema sensore è facilmente adattabile per implementare funzioni nell’ottica dell’Internet delle Cose (IoT) permettendo la gestione remota dei dati in base alle esigenze specifiche del caso. Più nel dettaglio l’architettura del sistema, rappresentata schematicamente in Figura 7, permette l’acquisizione automatica e il susseguente invio e salvataggio dei dati sperimentali ad un server connesso in cloud, accessibile in qualunque momento per processare e visualizzare i dati stessi [5].
La sincronizzazione dei dati avviene mediante specifiche API in modalità criptata e memorizzate in un database in cloud collegato al portale web per la consultazione.
