Un unico «naso» per sconfiggerli tutti
ACID ha puntato sullo sviluppo di una strumentazione per il rilevamento di vapori in tempo reale e ad elevata sensibilità. In particolare, la sua ambizione è stata quella di consentire ai ricercatori di trasformare i propri spettrometri di massa in rilevatori efficienti utilizzando componenti aggiuntivi delle sorgenti di ionizzazione. «L’analisi e il rilevamento degli analiti del vapore hanno un grande potenziale in diversi settori, dalla sicurezza nazionale, per la ricerca di esplosivi e droga negli aeroporti, ad applicazioni biomediche quali l’analisi dell’aria espirata. Superando i limiti di una tale strumentazione, la nostra ricerca apre nuove opportunità dal momento che vapori precedentemente non rilevabili potranno finalmente essere monitorati», afferma il prof. Pablo Sinues, coordinatore del progetto per conto dell’ETH di Zurigo. La sensibilità del dispositivo, denominato ionizzazione elettro-spray secondaria (SESI) e oggi alla sua seconda generazione grazie ai finanziamenti nell’ambito del progetto ACID, è strabiliante. Consente di rilevare sostanze con concentrazioni fino a un trilionesimo, rendendolo cinque volte più sensibile rispetto alla generazione precedente che il prof. Sinues ha iniziato a sviluppare 12 anni fa. «Abbiamo sviluppato una sofisticata modellazione computazionale per ottimizzare le prestazioni della nostra strumentazione», spiega il prof. Sinues. Oggi è possibile misurare molecole che non erano mai state rilevate prima nel respiro, tanto che il prof. Sinues e il suo team potrebbero monitorare l’assorbimento e la trasformazione di farmaci iniettati nei topi. In altre parole, SESI potrebbe un giorno essere utilizzato per aiutare il personale clinico a decidere quando è il momento giusto per somministrare un’altra dose. Questo è precisamente il tipo di applicazioni sulle quali il prof. Sinues ha voluto concentrarsi con ACID. «Sono molto interessato alle applicazioni cliniche, in quanto il mio gruppo di ricerca ha sede in un ospedale pediatrico. La diagnosi clinica non invasiva e il monitoraggio terapeutico tramite analisi del respiro sono un campo con un grande potenziale inesplorato», afferma. Ma il potenziale di SESI non si ferma qui. Tra le potenziali altre applicazioni ci sono analizzatori di gas e strumenti di fiuto altamente sensibili e veloci. Le piante infestate da parassiti o le viti pronte per il raccolto, ad esempio, emettono determinate fragranze che possono essere rilevate dalla tecnologia. Il prof. Sinues afferma che il riscontro dei settori potenzialmente interessati è stato eccellente. Un certo numero di ospedali in Svizzera sta già utilizzando il sistema, mentre le industrie biotecnologiche e alimentari stanno studiando il suo utilizzo per fornire dettagli senza precedenti e risoluzione temporale del metabolismo dei lieviti. Per quanto riguarda i piani futuri, il prof. Sinues ha già le idee chiare su cosa concentrarsi: «Il mio piano è ora quello di utilizzare ulteriormente questo sviluppo tecnologico in progetti di ricerca traslazionale, per scoprire i biomarcatori esalati in malattie quali la polmonite», dice. Tutto questo sta già accadendo grazie ai finanziamenti del Fondo nazionale svizzero per la ricerca scientifica e della Hochschulmedizin Zürich (rete Exhalomics): Il prof. Sinues ritiene che, con SESI, i batteri correlati alla polmonite possano essere rilevati e identificati in 15 minuti.
Parole chiave
ACID, naso, rilevamento di vapore, malattia, esplosivi, polmonite
