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Tecniche

Life science

Un settore vasto come quello del Life Science comprende attività di ricerca e di sviluppo che coinvolgono i settori più svariati del mondo accademico e dell'industria: dalla ricerca biochimica di base fino all'ingegnerizzazione di nuove biomolecole e alla proteomica, dallo studio dei meccanismi di azione di malattie fino allo sviluppo di nuovi farmaci. Denominatore comune è la necessità di disporre di tecniche analitiche e di caratterizzazione capaci di fornire risultati accurati, affidabili e robusti per una più facile interpretazione dei risultati e una maggiore rapidità nelle scelte operative.
Piattaforme analitiche per lo studio delle affinità e delle cinetiche di interazioni molecolari (BioLayer Interferometry BLI, Surface Plasmon Resonance SPR e Microcalorimetria), unite a tecnologie per la determinazione della stabilità, della purezza e della struttura biomolecolare (Light scattering, Raman, Size Exclusion Chromatography) rappresentano strumenti essenziali per la caratterizzazione dei campioni in questo ambito scientifico.

Quantificazione di proteine

Le tecniche tradizionali per la determinazione della concentrazione di proteine target come ELISA e HPLC sono elaborate e richiedono molto tempo, specialmente quando si analizzano matrici complesse. Anche la semplice verifica presenza/assenza delle proteine di interesse nel monitoraggio, ad esempio, di processi di espressione, richiede l'utilizzo di diversi reagenti e molto tempo prezioso. Nello sviluppo di un processo biotecnologico la disponibilità di tecniche più rapide e precise per l'analisi di proteine e biomolecole consente una più efficiente ottimizzazione e sviluppo dei processi stessi. La tecnologia BLI (BioLayer Interferometry) disponibile sui sistemi BLItz e Octet di Pall FortéBio mette a disposizione un metodo istantaneo per la determinazione e quantificazione specifica di proteine anche in matrici crude e complesse, rendendo accessibili queste informazioni in tempo reale durante lo sviluppo di un bioprocesso a qualsiasi scala, dalla ricerca e sviluppo fino alla produzione.
I sistemi BLItz e Octet si basano su un approccio Dip and Read per la quantificazione e l'analisi di proteine e anticorpi in pochi secondi con un'alta specificità e sensibilità, anche in campioni crudi e con un volume minimo di soli 4 µL.

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Drug discovery

La ricerca e sviluppo di nuovi farmaci è un processo lungo e complesso che presenta sfide analitiche sempre nuove. Il successo di un nuovo farmaco è il risultato di un lungo percorso che parte dall'individuazione e dei target fino all'ingegnerizzazione della molecola attiva, la sua validazione e la successiva formulazione. Il successo della funzionalità e quindi dell'immissione sul mercato di un farmaco è intrinsecamente legato alla individuazione delle problematiche nelle fasi precoci della ricerca. Disporre più rapidamente di dati precisi e accurati permette di aumentare l'efficienza e ridurre i colli di bottiglia delle varie fasi di ricerca.
La ricerca farmaceutica e biofarmaceutica è sempre più orientata verso approcci SAR (studi relazione-attività) e QbD (quality-by-design). Tecnologie che permettono la comprensione dei meccanismi che governano e influenzano attività e stabilità di una molecola risultano fondamentali per accelerare la progettazione e lo sviluppo di un nuovo farmaco. Piattaforme quali la risonanza plasmonica di superficie SPR, la Biolayer Interferometry BLI, la microcalorimetria permettono di investigare affinità, cinetiche e variabili termodinamiche che governano i processi di interazione per una migliore comprensione dei meccanismi d'azione. Parallelamente si pongono tecnologie per la valutazione della purezza (GPC/SEC, FFF), della stabilità (DSC, DLS) e della compatibilità dei prodotti; così come tecnologie per la messa a punto delle formulazioni (ViscosizerTD, Analisi Automatizzata d'Immagine, SEM) e del controllo qualità dei sistemi di somministrazione del farmaco (Archimedes), perseguendo le più recenti linee guida delle farmacopee internazionali.

Esosomi e Vescicole extra-cellulari

Aumentano di giorno in giorno le pubblicazioni che dimostrano il ruolo cruciale degli esosomi e delle vescicole extra-cellulari nella comunicazione intercellulare. Esosomi e microvescicole sono coinvolte nella trasmissione di segnali biologici di cellule procariote ed eucariote regolandone diversi processi biologici. Queste vescicole sembrerebbero ricoprire un ruolo patofisiologico rilevante in patologie quali il cancro, infezioni, disordini neuro-degenerativi, ed è evidente come una terapia ad-hoc su esosomi e microvescicole possa aprire nuove strade nella cura dei pazienti.
La misura della dimensione e della concentrazione di queste vescicole, nel loro ambiente naturale, permette lo studio del loro ruolo nelle diverse patologie aprendo nuove strade di diagnosi e terapia.
La strumentazione Nanosight è in grado di misurare la dimensione e la concentrazione (in numero/mL) di queste vescicole coprendo l'intero range dimensionale fino ai 30nm degli esosomi più piccoli. E' inoltre possibile l avorare in fluorescenza consentendo la misura di dimensione e concentrazione delle vescicole ed esosomi opportunamente marcati con un fluoroforo. Nanosight utilizza la tecnica NTA (Nanoparticle Tracking Analysis), cioè una tecnica:

  • Assoluta: non richiede calibrazioni con standard.
  • Rapida: si può ottenere una misura completa in meno di 2 minuti.
  • Economica: non è richiesto l'impiego di materiale di consumo specifico.
  • Semplice: sono sufficienti due ore di training per divenire autonomi.
  • Accurata: l'errore sulla misura di dimensione non supera il 5% garantendo elevata qualità di misura anche su campioni polidispersi.

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Liposomi