BIOSENSORISTICA – IC MONTELIBRETTI

L’attività di ricerca mira all’identificazione e caratterizzazione di sistemi biologici di origine naturale e sintetica per lo sviluppo di biosensori da applicare nei settori agroalimentare, ambientale e biomedicale:

• biosensori ottici basati sull’alga verde Chlamydomonas reinhardtii per il monitoraggio di armi chimiche
• biosensori elettrochimici basati sull’alga verde Chlamydomonas reinhardtii per il rilevamento di nano-erbicidi
• utilizzo di nuove tecniche di deposizione di biocomponenti (enzimi, alghe) su diversi supporti (es. vetrini in ITO, screen-printed electrodes) tra cui la tecnica di ionizzazione per elettro-spray (ESI)
• utilizzo di bionanotecnologie all’avanguardia per lo sviluppo di nuovi biocomponenti artificiali (peptidi bioispirati alla proteina D1 del fotosistema di C. reinhardtii) e sull’utilizzo di materiali funzionali (es. idrogel, carta) e nanomateriali (es. grafene, carbon black) per la progettazione di supporti biosensoristici sostenibili

Referenti gruppo:

VIVIANA SCOGNAMIGLIO
tel: 06 90672922
e-mail: viviana.scognamiglioATmlib.ic.cnr.it

AMINA ANTONACCI
tel: +39 06 90672617
e-mail: amina.antonacciATic.cnr.it

Il laboratorio di biosensoristica è equipaggiato di strumenti elettrochimici, ottici, e spettrofotometrici: potenziostati, spettrofluorimetri e dispositivi per la microfluidica.
In particolare la struttura permette:

• Studi di spettroscopia di fluorescenza e UV/VIS per la caratterizzazione biofisica e lo studio di interazione tra le macromolecole biologiche, nonché lo sviluppo di biorecettori naturali o biomimetici;
• Metodi di marcatura con sonde fluorescenti, immobilizzazione su differenti supporti (es: elettrodi stampati su carta), modifica con nanomateriali (es: carbon black), sintesi di ibridi-biologici per la costruzione di dispositivi optoelettronici;
• Ottimizzazione di sistemi di trasduzione elettro-ottica.

Lab Biosensor (responsabile Viviana Scognamiglio) (testo in inglese)

The biosensor laboratory is equipped with electrochemical, optical, and spectrophotometric instruments: potentiostats, spectrofluorimeters and microfluidic devices.

In particular, the structure allows:

– studies of fluorescence and UV / VIS spectroscopy for biophysical characterization and the study of interaction between biological macromolecules, as well as the development of natural or biomimetic bioreceptors;

– labeling with fluorescent probes, immobilization on different supports (e.g. electrodes printed on paper), modification with nanomaterials (e.g. carbon black), synthesis of biological hybrids for the construction of optoelectronic devices;

– optimization of electro-optical transduction systems.

Lab Algae Biotechnology (responsible Amina Antonacci)

The Lab Algae Biotechnology is equipped with biological fume hoods, cell culture incubator, cell counters, optical microscopy, fresh- and sea- water algal strains, spectrophotometer, fluorimeter, and oxygraph.

In particular, the structure allows:

• studies of characterization of algae strains related to growth curves, content of pigments, main photosynthetic parameters (e.g. FV/FM and 1-Vj);
• algal bioremediation tests on xenobiotic compounds;
• analysis of global water toxicity exploiting algae cells vitality;
• selection and optimization of biorecognition elements algae-based for biosensors development and environment monitoring.

2019-2020. INTERREG Ita-Hr Asse 3 OS 3.3. Titolo del Progetto: Managed use of treated urban wastewater for the Quality of the Adriatic Sea. Acronimo: AdSWiM. Coordinatore: Dr. Sabina Susmel, Università di Undine, Italia. Responsabile IC-CNR: Viviana Scognamiglio.

2018-2019. Accordo di cooperazione scientifica CNR/CNRST (Italia-Marocco), Programma di attività per il biennio 2018-2019. Titolo del Progetto: Alghe fotosintetiche e carbon black in reciproca congiunzione per lo sviluppo di sensori elettrochimici miniaturizzati per il monitoraggio sostenibile dell’erbicida atrazina in acque superficiali. Responsabile IC-CNR: Viviana Scognamiglio. Responsabile CNRST: Prof. Aziz Amine, Université Hassan II – Mohammedia, Morocco.

2017-2020. ERANETMED. Call for research proposals on Environmental challenges and solutions for vulnerable communities RQ3-2016 “Climate/demographic change” and Environment. Titolo Progetto: “Integrated nanotechnologies for sustainable sensing water and sanitation” (NanoSWS). Coordinatore: F. Arduini (Tor Vergata). Responsabile IC-CNR: Viviana Scognamiglio.

ERANETMED. Call for research proposals on Environmental challenges and solutions for vulnerable communities RQ3-2016 “Climate/demographic change” and Environment. Titolo Progetto: “Integrated nanotechnologies for sustainable sensing water and sanitation” (NanoSWS). Coordinatore: F. Arduini (Tor Vergata), Responsabile IC: Viviana Scognamiglio.

EUAlgae Action No. ES1408 (European Network for Algal-Bioproducts), European COST programme. Grant Holder: Fundación IMDEA Energía (Spain). Responsabile IC: Viviana Scognamiglio, parte del Working Group 3: Refining of Microalgae Into Its Value Components (http://eualgae.eu/working-groups/wg-3/) e del Working Group 4: Valorisation of Intermediates and Subproducts (http://eualgae.eu/working-groups/wg-4/). 

Prin 2016 – MIUR. Securing and ensuring sustainable use of agriculture waste, co- and by-products: an integrated analytical approach combining mass spectrometry with health effect-based biosensing. Unità di ricerca di Prof. Moscone Dinia Danila Palma (Università Tor Vergata) – Coordinatore: Prof. Roda Aldo (Università di Bologna).

MIUR-DAAD Joint Mobility Program (PPP Italien). Rapid detection of Salmonella using a smart multiplexed impedimetric paper-based sensor. Unità di ricerca di Dr. Fabiana Arduini (Università Tor Vergata) – Coordinatore: Prof. Olfa Kanoun (Technische Universität Chemnitz, Germania).

• Attaallah, R., Antonacci, A., Mazzaracchio, V., Moscone, D., Palleschi, G., Arduini, F., … & Scognamiglio, V. (2020). Carbon black nanoparticles to sense algae oxygen evolution for herbicides detection: Atrazine as a case study. Biosensors and Bioelectronics, 112203.
• Antonacci, A., Scognamiglio, V., Mazzaracchio, V., Caratelli, V., Fiore, L., Moscone, D., & Arduini, F. (2020). Paper-based electrochemical devices for pharmaceutical field: State of the art and Perspectives. Frontiers in Bioengineering and Biotechnology, 8, 339.
• Arduini, F., Cinti, S., Mazzaracchio, V., Scognamiglio, V., Amine, A., & Moscone, D. (2020). Carbon black as an outstanding and affordable nanomaterial for electrochemical (bio) sensor design. Biosensors and Bioelectronics, 112033.
• Bartolucci, C., Antonacci, A., Arduini, F., Moscone, D., Fraceto, L., Campos, E., & Santander, J. M. P. (2020). Green nanomaterials fostering agrifood sustainability. TrAC Trends in Analytical Chemistry, 115840.
• Arduini, F., Micheli, L., Scognamiglio, V., Mazzaracchio, V., & Moscone, D. (2020). Sustainable materials for the design of forefront printed (bio) sensors applied in agrifood sector. TrAC Trends in Analytical Chemistry, 115909.
• Antonacci Amina and Viviana Scognamiglio. “Photosynthesis-based hybrid nanostructures: electrochemical sensors and photovoltaic cells as case studies.” TrAC Trends in Analytical Chemistry (2019).
• Scognamiglio, V., Antonacci, A., Arduini, F., Moscone, D., Campos, E. V., Fraceto, L. F., Palleschi, G. (2019). An eco-designed paper-based algal biosensor for nanoformulated herbicide optical detection. Journal of Hazardous Materials.
• Antonacci A., Arduini F., Moscone D., Palleschi G., Scognamiglio V. (2017) Nanostructured (bio)sensors for smart agriculture. TrAC, Trends in Analytical Chemistry98, 95-103.
• Antonacci A., Lambreva M. D., Arduini F., Moscone D., Palleschi G., Scognamiglio V. (2017) A whole cell optical bioassay for the detection of chemical warfare mustard agent simulants. Sensors and actuators B: Chemical257, 658-665.
• Scognamiglio, V., Rea, G., Arduini, F., & Palleschi, G. (2016).Biosensors for Sustainable Food-New Opportunities and Technical Challenges (Vol. 74).
• Scognamiglio, V., Antonacci, A., Lambreva, M. D., Litescu, S. C., & Rea, G. (2015). Synthetic biology and biomimetic chemistry as converging technologies fostering a new generation of smart biosensors. Biosensors and Bioelectronics, 74, 1076-1086.
• Scognamiglio, V., Arduini, F., Palleschi, G., & Rea, G. (2014). Biosensing technology for sustainable food safety. TrAC Trends in Analytical Chemistry, 62, 1-10.
•  Antonacci^*, A., & Scognamiglio*, V. (2019). Biotechnological Advances in the Design of Algae-Based Biosensors. Trends in biotechnology.
•  Attaallah, R., Antonacci, A., Arduini, F., Amine, A., Scognamiglio* V. (2019) Nanobiosensors for bioclinical applications: pros and cons, in Green Nanoparticles – Synthesis and Biomedical Applications, Eds. Jayanta Kumar Patra, Gitishree Das, Leonardo F. Fraceto, Estefânia Vangelie Ramos Campos, published by Springer Nature Switzerland, pp. 117-149.
•  Castrovilli, M. C., Bolognesi, P., Chiarinelli, J., Avaldi, L., Calandra, P., Antonacci, A., Scognamiglio*, V. (2019). The convergence of forefront technologies in the design of laccase-based biosensors-an update. TrAC Trends in Analytical Chemistry.