Diagnostic systems

The design and development of innovative diagnostic systems is a research goal with a high economic impact.

For Porto Conte Ricerche, the development of diagnostic systems represents the natural progression from the results generated by the technologies available in the park and implemented for biomarker discovery activities. Porto Conte Ricerche develops technologies aiming to create new diagnostic and monitoring systems for medical and veterinary applications, as well as for ensuring the authenticity and quality of food productions (Foodomics).

Programma ALIMENTI SARDI (EN)

Alimenti sardi - Programma di ricerca e sperimentazione per l’analisi dei processi di produzione di alimenti sardi in funzione dei disciplinari adottatiDescrizioneNegli ultimi decenni si è ampiamente diffuso l’utilizzo della risonanza magnetica nucleare (NMR) nella scienza e tecnologia degli alimenti. Tale interesse è motivato dal fatto che, oltre a fornire informazioni strutturali e quantitative sulla composizione degli alimenti, l’NMR è in grado di risolvere la distribuzione di tali componenti su scala nano-, meso- e micrometrica. Inoltre, la sensibilità dei nuclei all’intorno chimico in cui si trovano, rende l’NMR la tecnica d’elezione per la definizione delle interazioni fra i componenti stessi.L’applicazione della tecnica NMR nel settore lattiero-caseario è spesso limitata agli studi di composizione o a studi fondamentali che gettano le basi sull’interpretazione dei risultati rilassometrici. I nostri recenti risultati dell’applicazione della tecnica di risonanza magnetica per immagini (MRI) hanno portato alla possibilità di discriminare formaggi pecorini a pasta cruda prodotti da latte crudo e da latte trattato termicamente, aprendo la strada per l’applicazione della suddetta tecnica ad altri formaggi. Lo studio ha infatti aperto alla potenziale applicazione della rilassometria NMR nel settore lattiero caseario per applicazioni anche routinarie. Questo è reso ancora più fattibile dalla diffusione degli spettrometri NMR da banco, oggi facilmente reperibili sul mercato ad un costo relativamente basso e già utilizzati in linea per il controllo e certificazione della qualità nella produzione industriale.In particolare il progetto prevede studi di rilassometria NMR/MRI su cagliate sottoposte a diverso procedimento produttivo (diversi tipi di latte, trattamento termico latte, trattamento termico cagliata, utilizzo di starter microbici o siero innesti) e studi di rilassometria NMR/MRI su formaggi commerciali di rilevanza economica (Parmigiano Reggiano, Pecorino Romano).ObiettiviL’obiettivo di questo programma è la definizione di specifici profili di risonanza magnetica associati a processi produttivi di formaggi. In particolare, si studieranno gli effetti sui parametri NMR del tipo di latte (ovino, caprino, vaccino), della composizione del latte (parzialmente scremato, intero), della semicottura e della cottura della cagliata sia su latte crudo che su latte pastorizzato, e l’effetto dell’utilizzo di starter microbici.Parallelamente, verranno eseguiti studi MRI su formaggi DOP commerciali di rilevante interesse economico, per verificare l’uniformità della risposta di risonanza magnetica.Risultati attesiSi prevede di stilare un report tecnico sui profili differenziali ottenibili con analisi rilassometrica NMR/MRI su cagliate sottoposte ad almeno sei diversi procedimenti produttivi, frutto di combinazioni di diversi tipi di latte crudo, diversi trattamenti termici del latte e diversi trattamenti termici della cagliata (semicottura e cottura).FinanziamentiSardegna RicercheTempi di realizzazione18 mesi

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Programma ECHINOCOCCOSI (ENG)

ECHINOCOCCOSI CISTICA - Programma di sviluppo di tecnologie diagnostiche a partire dai risultati delle attività di biomarker discovery nel Parco DescrizioneNegli ultimi anni il laboratorio di proteomica di Porto Conte Ricerche ha individuato diversi marcatori e molecole di interesse per lo sviluppo di sistemi diagnostici. Sono attualmente in fase avanzata di sviluppo alcuni sistemi diagnostici che utilizzano due marcatori per le mastiti ovine e una combinazione di antigeni per la diagnosi dell’echinococcosi cistica umana.I biomarker già selezionati hanno la potenzialità di essere traslati su altre piattaforme diagnostiche e in altri animali di interesse economico nel territorio regionale, e con risultati di forte impatto anche in ambito internazionale, fra cui suini, bovini e caprini. A tal proposito, il programma si propone di estendere la validazione di marcatori già individuati mediante misure qualitative e quantitative in MS ad elevata sensibilità e specificità. Limitatamente al sistema ELISA per la diagnosi sierologica di Echinococcosi cistica (CE), il programma si propone di implementare il test con altri marcatori, estenderlo ad altre specie di interesse economico e validare le performance su un ampia popolazione europea, in collaborazione con il progetto HERACLES del VII FP. Obiettivi Le attività del programma sono orientate verso:L’implementazione di metodologie per lo studio e la validazione di biomarker mediante spettrometria di massaLa valutazione delle performance diagnostiche del sistema ELISA messo a punto per l’uomo nella diagnosi dell’echinococcosi cistica in specie animali di interesse economico infettate da Echinococcus granulosus (bovino, ovino e suino)L’implementazione del sistema ELISA per echinococcosi cistica su altre piattaforme diagnostiche per la valutazione rapida sul campoLa ricerca e validazione di nuovi marcatori per CE su sieri umani da un’ampia popolazione europea Risultati attesiGrazie alle attività previste da questo programma si intende trasferire il sistema ELISA diagnostico per l’echinococcosi umana su animali da reddito e su altre piattaforme analitiche e ottenere nuovi protocolli per l’analisi di marcatori nei tessuti e nei liquidi biologici mediante MS qualitativa e quantitativa ad elevata sensibilità e specificità. FinanziamentiSardegna Ricerche Tempi di realizzazioneIl progetto di ricerca ha una durata di 18 mesi.

Programma MICROBIRRIFICI (ENG)

Microbirrifici - Programma di sviluppo di tecnologie innovative applicate alla filiera dei microbirrifici in SardegnaDescrizioneAttualmente i “birrifici artigianali” non hanno a disposizione un laboratorio di analisi in loco, ed il controllo analitico delle proprie produzioni è lontano dall’essere routinario. Ogni singolo birrificio demanda infatti periodicamente ai laboratori esterni il controllo chimico/microbiologico della propria attività produttiva. Questi controlli sono necessari per monitorare i parametri di processo e prevedere quegli eventi che possono pregiudicare le caratteristiche sensoriali del prodotto.Il programma proposto prevede di realizzare una soluzione tecnologica alternativa ai comuni strumenti analitici, basata sulla biosensoristica: i biosensori sono dei dispositivi analitici contenenti un elemento biologico reattivo (enzimi, anticorpi, membrane biologiche, etc.), in intimo contatto con un trasduttore di segnale; questi elementi interagiscono con il metabolita da determinare e sono responsabili della specificità del sensore.Allo stato attuale i biosensori maggiormente utilizzati sono di tipo elettrochimico per la versatilità, il basso costo, la sensibilità e la rapidità di misura. In ambito birrario essi potrebbero essere utilizzati per il controllo della fermentazione (determinazione di alcol e glucosio), per la determinazione di contaminati microbici (acido lattico) e per la rilevazione di sostanze potenzialmente dannose per la salute (micotossine) che possono essere presenti nei cereali utilizzati nella produzione, non correttamente conservati.ObiettiviIl progetto prevede:• la costruzione di biosensori (almeno 2) per il monitoraggio del processo produttivo di birrificazione e la loro taratura per il range di concentrazioni usualmente riscontrabile nella matrice di riferimento.• il test e la validazione del dato analiticoRisultati attesiIl risultato atteso del progetto è la validazione di un sistema biosensoristico, dedicato alle birre artigianali.FinanziamentiSardegna RicercheTempi di realizzazione18 mesi

QUALIFYORE Project

QUALIFYORE - New tools for the protection and the enhancement of Fiore Sardo DOPDeputed officersPorto Conte Ricerche SrlDescriptionFiore Sardo is, with Pecorino Romano and Pecorino Sardo, one of the PDO (Protected Designation Origin) sardinian cheeses.The production's technical policy states that it has to be made from raw milk, but in the present global market is very difficult to tell this kind of cheese from others that are made from pasteurized milk, also because of food falsification.Moreover, due to the lack of analytical data, it's not currently possible to identify the nutritional characteristics of Fiore Sardo DOP, a profile that could be used for the promotion and the enhancement of this cheese.In order to protect the PDO and identify some specific features that can be spent in promotional campaigns, the project aims first to develop a method for fast and non-invasive analysis to tell cheeses made with raw milk from others, and then to investigate and quantify the bioactive peptides, in order to describe the beneficial effects on consumer's health.These parameters and the application of the new investigation method will improve the brand and also contribute to the fight against food frauds.ObjectivesThe project aims to protect the PDO trademark of Fiore Sardo by developing a method able to verify food falsification and a study of its nutritional characteristics.Expected resultsDevelopment of a method for fast and non-invasive analysis to tell cheeses made with raw milk from others. This system could be used by companies, producers associations and monitoring organisationsEditing of a panel of bioactive peptides that can be used as a marketing strategy for the promotion of Fiore SardoFunding systemSardegna RicercheProject timing18 months

WiForBeer Project

WiForBeer – Wireless-Sensor-Network per Birrifici Artigianali DescrizioneIn Italia operano circa 500 microbirrifici, di cui 20 attivi in Sardegna. Si tratta di piccole unità produttive con volumi di produzione compresi tra i 500 e 1000 hL/anno. L’esiguità della produzione non permette ai birrifici di avere a disposizione grandi budget e per questo il controllo qualità e di processo per queste realtà rappresenta una sforzo in termini logistici ed economici piuttosto gravoso da affrontare. Questi controlli, demandati a laboratori esterni, rappresentano però un fattore discriminante in termini di standardizzazione del processo e perfezionamento del prodotto. Per questo emerge la necessità di potersi dotare di strumenti che permettano il monitoraggio ambientale/fisico/chimico/microbiologico della propria attività produttiva. In quest’ottica si inserisce il progetto “WiForBeer” (Wireless-Sensor-Network Per Birrifici Artigianali), portato avanti da una ATI composta dalla Società Cooperativa Primo Principio e da Porto Conte Ricerche, che si prefigge l’obiettivo di costruire e validare un sistema complesso costituito da una rete di sensori e biosensori telemetrici dedicato ai birrifici artigianali.In ambito birrario i biosensori potrebbero infatti essere utilizzati per il controllo della fermentazione grazie alla determinazione di molecole target quali alcol (prodotto) e glucosio (substrato); per la determinazione di contaminati microbici con particolare riferimento ai batteri lattici (molecola target acido lattico), spesso responsabili di contaminazioni in birre artigianali di altissima qualità non pastorizzate o microfiltrate; per la rilevazione di sostanze potenzialmente dannose per la salute umana quali le micotossine (metaboliti secondari prodotti da muffe), che possono essere presenti nei cereali utilizzati nella produzione, quando non correttamente conservati. ObiettiviCreare un sistema multiparametrico basato su sensori ambientali e biosensori.Validare il risultato generato dal biosensore con metodiche analitiche “classiche”. Sviluppare un sistema di data-logging ed una rete telemetrica ad hoc per la gestione del dato analitico in remoto.Validare il sistema complesso sviluppato in differenti tipologie produttive. Risultati attesiAttraverso il progetto si mira alla validazione di sensori ambientali e biosensori all’interno di un sistema telemetrico, customizzato ad hoc, che possa aprire la strada al successivo sviluppo pre-competitivo per un prodotto/servizio dedicato ai produttori di birre artigianali. Questo permetterà un efficace monitoraggio che consentirà di razionalizzare le pratiche, disegnare dei trend, prevedere e/o anticipare eventi e stati di attenzione ed infine intervenire con puntualità. FinanziamentiP.O.R. F.E.S.R. 2007/2013 asse VI competitività Tempi di realizzazioneIl progetto di ricerca ha una durata di 12 mesi.