Attività nanobio. Cristina Lenardi. Cimaina, Dipartimento di Fisica, Università degli Studi di Milano

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1 Attività nanobio Cristina Lenardi Cimaina, Dipartimento di Fisica, Università degli Studi di Milano

2 Outline Sintesi e caratterizzazione di materiale nanostrutturato per applicazioni biologiche; Microarray di aptameri per biosensori Sviluppo di prototipo innovativo per microparticles sorting Studio di membrane perovskitiche per segregazione di CO 2 Studio delle proprieta` elettroniche di strati sottili di liquidi ionici Breve descrizione attività presso Fondazione Filarete Grant attivi

3 Ns-ZrO 2 per cultura cellulare Morphology

4 Struttura cristallina

5 Campione 950 C Campione as-deposited

6 Struttura C as-dep. flat

7

8 Cellule su campione di biossido di zirconio non trattato termicamente dopo 24h dalla semina Risultati dell analisi quantitativa della proliferazione delle cellule

9 Aptamer array

10 WHAT WE HAVE DONE:film production process FILM MICROPATTERNING WITH EXCIMER LASER: Drilling holes through PNIPAAM based films; final holes diameter available mm EXCIMER LASER SOURCE 9x9 holes matrix mimicking multiwells Beam Homogenizer f 100, 200 or 300 mm Aluminium mask Demagnification lens (1:10) 200 µm Sample MACHINING PARAMETERS: Initial Output Energy: mj Repetition Rate: 5 Hz Attenuator Position: 0.8 Numer of Shots: Substrate 200 mm 20 µm

11 WHAT WE HAVE DONE:film characterization FREESTANDING MICROPATTERNED FILMS CHARACTERIZATION: Remove film from substrate by using ethanol (or methanol) then place it in a milliq water bath for two days to wash out unreacted monomer and promote hydration mean holes diameter in the swallen state is about 30 mm 25 C THERMORESPONSITIVITY CHARACTERIZATION (film without constrain): Mean holes diameter = 31 mm 37 C Mean holes diameter = 15 mm 100 mm 100 mm Holes diameter decrease of about 50% for PNIPAAM standard mixture for T > LCST Changes in de-swelling involve the whole film size (no local effect) Transition features can be controlled varying cross-linker/co-monomer (e.g. MMA) Process is reversible

12 WHAT WE HAVE DONE:film characterization FILMS IMPLEMENTATION WITH HARD POLYMERIC MATERIAL COMPNENTS : LEAKAGE TEST DEVICE Microfluidic channels and ports milled on PMMA bottom surface PMMA PMMA Metallic spacers Hydrogel film Microchannels can be perfused with no leakage Filled channels can t endure external pressure (e.g. compressed air) THERMORESPONSITIVITY TESTS UNDER CONSTRAIN 25 C 37 C Mechanical constrain (compression) can hinder or change de-swelling behaviour

13 Studio delle proprieta` elettroniche di ossidi conduttori misti quali le perovskiti (composizione ABO3) (Ba0.5Sr0.5Co0.8Fe0.2O3-δ, La0.6Sr0.4CoO3-δ, SrCo0.8Fe0.2O3-δ) per separazione di ossigeno - membrane iono-conduttrici per la separazione dell ossigeno dall aria, dove l ossigeno viene utilizzato per alimentare un gassificatore per ossi-combustione (RSE S.p.A. Ricerca sul Sistema Energetico)

14 Studio delle proprieta` elettroniche di ossidi conduttori misti quali le perovskiti (composizione ABO3) (Ba0.5Sr0.5Co0.8Fe0.2O3-δ, La0.6Sr0.4CoO3-δ, SrCo0.8Fe0.2O3-δ) per separazione di ossigeno BSCF5582 dopo 1300h a 780 C. Mappa WDS Fe Impoverimento di Fe a bordo grano e arricchimento in Co (Ba0,6Sr0,4CoO3-δ) [15] Mappa WDS Co

15 ANALISI XPS

16 ANALISI XPS Pre-sputtering dopo TT Post-sputtering dopo TT Campione tal quale

17 Studio delle proprieta` elettroniche di strati sottili di liquidi ionici mediante spettroscopia di fotoemissione

18 Tissue engineering Innovative approach for micro-channel fabrication to induce early vascularization and massive cell growth. + Microchannel network Porous scaffold Porous scaffold with microchannel-driven vascularization Research funded by:

19 Microchannel Technology Microchannel network: perfusion test 1 mm 500 μm Micro-channel multilayers in acrylamide gel perfused with different dyes.

20 Differ. Prolifer. No cells In vitro tests MG63 cell line (human osteosarcoma), 21 days culture: Confocal imaging Histologic characterization SEM micrograph

21 In vitro tests Mesenchymal Stem Cells from sheep bone marrow, 21 days:

22 Unit coordinator; e-gap 2, The Royal Society (UK) Unit coordinator; The EPSRC Centre for Innovative Manufacturing in Regenerative Medicine (Loughborough, UK), Title project: Control of human mesenchymal stem cell differentiation to a nucleus pulposus phenotype by improving the design of physiologically relevant in vitro conditions Unit coordinator; FIRB MIUR, Project title: Oxides at the nanoscale: multifunctionality and applications Principal Investigator; Fondazione CARIPLO (bando Nanoparticles, nanotechnologies and ultrafine particles, 2011), Title project: Toxicology of chronic exposure to engineered silver nanoparticles Principal Investigator; MI.S.E.-ICE-CRUI, Title project: Realizzazione e valutazione di scaffold biotecnologici di origine naturale e sintetica per la rigenerazione del tessuto cartilagineo.