Gabriele Stevanato:
Sviluppo di Catalizzatori di Rodio per Esperimenti PHIP-SAH per Applicazioni Biologiche
Il prof. Gabriele Stevanato offre in collaborazione con il gruppo di Chimica Organometallica Applicata un’opportunità di tesi magistrale in Chimica o Chimica Industriale con focus sullo sviluppo di catalizzatori a base di rodio(I) con leganti difosfinici e bis-NHC fluorurati per esperimenti di Polarizzazione Indotta da Paridrogeno via Side Arm Hydrogenation (PHIP-SAH).
La PHIP-SAH è una tecnica per ottenere piruvato iperpolarizzato, le cui soluzioni acquose possono essere utilizzate per applicazioni in biomedicina, imaging molecolare e diagnostica avanzata. Questa tecnica si basa sull’idrogenazione Rh-catalizzata di opportuni substrati insaturi in solventi organici, utilizzando idrogeno arricchito nel para-isomero, seguita dall’estrazione del prodotto iperpolarizzato (es. piruvato di sodio) in soluzione acquosa. Per un utilizzo in diagnostica la biocompatibilità della soluzione deve essere massimizzata, eliminando le tracce dei solventi organici nella fase acquosa così come quelle di specie metalliche.
L’obiettivo della tesi sarà la progettazione, sintesi e caratterizzazione (NMR, ESI-MS, XRD, FTIR) di nuovi complessi di rodio con leganti fluorurati, ottimizzati per la tecnica PHIP-SAH e facilmente separabili dalla soluzione acquosa.
Se interessati contattare:
📩 Prof. Gabriele Stevanato – gabriele.stevanato@unipd.it
📩 Prof. Cristina Tubaro – cristina.tubaro@unipd.it
Riferimenti:
G. Stevanato, Y. Ding, S. Mamone, A. P. Jagtap, S. Korchak, S. Glöggler, J. Am. Chem. Soc. 2023
Gabriele Stevanato:
Dal Laboratorio alla Biologia: Ottimizzare l’Iperpolarizzazione per Applicazioni Biomediche
🔬 Hai mai pensato di amplificare un segnale NMR di migliaia di volte?
L’iperpolarizzazione è una delle tecnologie più promettenti per migliorare la sensibilità della risonanza magnetica nucleare (NMR) e potrebbe rivoluzionare il modo in cui osserviamo le reazioni biochimiche in tempo reale.
Nel nostro nuovo laboratorio NMR, abbiamo sviluppato nuovi catalizzatori fluorurati per la tecnica SABRE (Signal Amplification By Reversible Exchange), che permettono di potenziare il segnale del piruvato, una molecola chiave nel metabolismo cellulare.
Il sistema funziona bene in metanolo, ma ora vogliamo fare un passo avanti: trasferirlo in acqua, un ambiente biocompatibile che aprirebbe la strada a future applicazioni in biologia e medicina.
Cosa farai?
💡 Ottimizzerai le condizioni per trasferire l’iperpolarizzazione dal metanolo all’acqua
🧪 Proverai diverse strategie di rimozione del solvente e filtrazione per mantenere stabile il sistema
📈 Analizzerai l’efficienza dell’iperpolarizzazione e cercherai di spingere al massimo il segnale
🔥 Se tutto va bene, potremo persino monitorare in vitro la conversione del piruvato in lattato, un passo fondamentale per applicazioni future nella ricerca biomedica
Perché dovresti candidarti?
✅ Progetto innovativo nell’ambito di un progetto europeo ERC StG con potenziali implicazioni in ambito biochimico e medico
✅ Accesso a strumentazione avanzata (400 MHz, benchtop NMR 60 MHz, paraidrogentaore ad azoto liquido ed He) e possibilità di imparare tecniche all’avanguardia
✅ Ambiente di ricerca giovane e dinamico con spazio per iniziativa e sperimentazione
✅ Possibilità di contribuire a una scoperta scientifica concreta
🎯 Chi cerchiamo?
Studenti con background in chimica, ( ma anche fisica, biotecnologie o ingegneria), motivati a lavorare su un progetto sperimentale e con voglia di risolvere problemi reali. Se ti interessa il mondo dell’NMR e dell’iperpolarizzazione, questa è un’opportunità da non perdere!
📩 Interessato? Scrivimi a gabriele.stevanato@unipd.it per maggiori informazioni o per fissare un incontro!
Prof. Marco Bortolus:
Da in vitro a in cellula: sviluppo della spettroscopia EPR in ambiente cellulare
Lo scopo della tesi è esplorare le possibilità della spettroscopia EPR applicata alle proteine in ambiente cellulare, per superare l’approccio convenzionale in vitro. In particolare, si punterà a misurare la distribuzione di distanze tra posizioni specifiche, per verificare le eventuali variazioni conformazionali presenti in cellula rispetto alla soluzione.
La proteina scelta è la Calmodulina (CaM), l’esempio prototipo di proteine sensibili al calcio. Altri bersagli proteici saranno esplorati una volta definiti i protocolli di base. Misureremo la distanza tra Spin Label (nitrossidi o cromofori) utilizzando la spettroscopia dipolare pulsata in stato stazionario (per distanze nitrossidi-nitrossidi) o foto-indotta (per distanze nitrossidi- cromofori).
Gli esperimenti verranno inizialmente eseguiti in vitro, per caratterizzare il sistema e ottimizzare i protocolli sperimentali; quindi, passeremo agli esperimenti in cellula in collaborazione con il Dipartimento di Biologia.
Prof. Marco Bortolus
Biosensori: proteine in matrici di silice
Lo scopo della tesi è produrre e caratterizzare dei biosensori, che utilizzano l’elevata specificità o efficienza delle reazioni che coinvolgono le proteine. Si vogliono studiare proteine quali calmodulina (sensibile agli ioni calcio) o WSCP (produzione di ossigeno di singoletto) immobilizzate in matrici di silice mesoporosa. La silice è ottima per immobilizzare le proteine data la sua elevata area superficiale che consente alte concentrazione e accessibilità dei substrati. A seconda della proteina studiata si adotteranno tecniche spettroscopiche quali la Risonanza di Spin Elettronico (EPR o ESR) e la fluorescenza. In dettaglio, lo scopo è capire se l’incorporazione alteri la struttura della proteina e se gli eventuali cambiamenti ne alterino la funzione.
