QD4PH-Sviluppo di Quantum Dots Carboniosi Fluorescenti per rilevazione rapida di pH in applicazioni diagnostiche

Abstract

Nell’ambito della diagnostica in vitro uno dei settori più importanti è quello della microbiologia, in cui rientrano molteplici applicazioni, sia nel campo clinico che in quello industriale, quali la rivelazione batterica, l’identificazione e i test di suscettibilità dei microrganismi verso gli antibiotici. Focalizzandosi sulla rilevazione batterica in campo clinico, si parla di sepsi come conseguenza della risposta inappropriata dell’ospite ad un’infezione batterica, che può portare a sepsi grave e shock settico che causano lunghe degenze in ospedale ed elevate morbosità e mortalità. La possibilità di rilevare precocemente tale condizione nel paziente è una priorità globale secondo la OMS e linee guida specifiche per il suo trattamento sono state pubblicate nel contesto della Surviving Sepsis Campaign (2016). Ciò nonostante, i sistemi attualmente disponibili (allo stato dell’arte) riescono a rilevare lo stato di setticemia solamente a seguito di emocolture che durano in media da 3 a 10 giorni. Inoltre la determinazione di un campione positivo è spesso effettuata attraverso la rilevazione del cambio di pH generato a seguito dei prodotti della crescita batterica (CO2 o acido piruvico, etc…). Il pH può essere misurato attraverso sensori colorimetrici o fluorescenti, a seconda delle piattaforme.
A questo proposito, recentemente in letteratura sono state descritte delle nanoparticelle carboniose fluorescenti, chiamate Carbon Quantum Dots che, opportunamente dimensionate, dopate e funzionalizzate, possono esprimere una dipendenza della fluorescenza dal pH tale da essere altamente sensibili a piccole variazioni del pH stesso nell’intervallo d’interesse per la rilevazione della crescita batterica, aprendo la strada alla potenziale riduzione del tempo necessario alla determinazione finale di uno stato di setticemia.
Il progetto si prefigge pertanto lo scopo di sviluppare nanoparticelle carboniose fluorescenti ed altamente sensibili alle variazioni di pH che possano essere integrate in un sistema automatico di emocultura per ridurre i tempi di diagnosi della setticemia.