Sintesi di materiali nanostrutturati mediante ablazione laser per il monitoraggio di farmaci terapeutici mediante tecnica SERS

L’attività di ricerca principalmente sviluppata in questi ultimi anni dai Proff. Fortunato Neri ed Enza Fazio, insieme all’Ing. Salvatore Spadaro e al Dr. Francesco Barreca, è legata alle tematiche relative alla sintesi di materiali a bassa dimensionalità, quali le nanoparticelle, e loro caratterizzazione. Le nanoparticelle sono ampiamente implementate come elementi funzionali su superfici ed anche come sistemi nano-ibridi, con un ampio spettro di applicazioni tecnologiche in ambito: optoelettronica, biomedicina, catalisi, scienza energetica ed industria automobilistica. La Commissione Europea ha evidenziato che la quantità totale annua di nanomateriali immessa sul mercato globale nel 2012 è stata stimata in circa 11 milioni di tonnellate, con un valore di mercato di circa 20 miliardi di euro. Ogni loro applicazione richiede caratteristiche specifiche in termini di dimensioni, morfologia, chimica superficiale, purezza, stabilità colloidale, difetti o drogaggio.

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Lo sviluppo di nuovi metodi di sintesi che possono essere scalati in modo affidabile fino ai livelli industriali di produzione, è oggi l’obiettivo richiesto per ampliare le prospettive applicative dei nanomateriali. L'interazione laser/materia nei liquidi offre diverse vie di sintesi per la generazione di nanoparticelle: ablazione laser di un bersaglio solido, fusione e frammentazione laser in liquido. La tecnica di ablazione laser in liquido ha dimostrato la sua versatilità e affidabilità come metodo di sintesi scalabile, mentre la fusione laser in liquido può favorire la formazione di ossidi o leghe di elevata purezza difficili da produrre con altri metodi. In particolare, le attività svolte sono state realizzate per ottimizzare le condizioni sperimentali alla base della tecnica di spettroscopia Raman, anche in configurazione SERS (Surface Enhanced Raman Spectroscopy), per potenziali applicazioni cliniche nel monitoraggio di farmaci terapeutici, con particolare attenzione ai farmaci antiepilettici e anti-Parkinson. Sono state investigate le proprietà morfologiche ed ottiche di matrici di nanoparticelle di metalli nobili ottenute mediante ablazione laser pulsata in gas inerte ed in liquido. Si è studiata l’influenza delle loro proprietà ottiche, in particolare la lunghezza d'onda, l'intensità e la larghezza del plasmone di superficie, sull'intensità e la riproducibilità spaziale dei segnali Raman, anche in funzione della concentrazione del farmaco. Di seguito si riportano alcune delle pubblicazioni scientifiche presenti sulle banche dati ISI/SCOPUS:

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