Il laboratorio rappresenta una struttura di avanguardia dedicata alla caratterizzazione profonda di campioni biologici e materiali artificiali innovativi. Operando alla convergenza tra biofisica e scienza dei materiali, la struttura offre un approccio analitico multimodale e non invasivo.

1. La Piattaforma Ottica Non Lineare

Il cuore del bio-imaging è un microscopio multifotonico che integra simultaneamente tre tecniche ottiche avanzate, ottimizzato per l'indagine di cellule vive:

• TPEF (Eccitazione a Due Fotoni): Garantisce un'elevata capacità di penetrazione nei tessuti riducendo la fototossicità. È ideale per ottenere ricostruzioni tridimensionali profonde di campioni biologici complessi.
• SHG (Generazione di Seconda Armonica): Consente la visualizzazione di specifiche strutture molecolari altamente ordinate (come le fibre di collagene) senza l'utilizzo di alcun marcatore fluorescente estrinseco (label-free).
• CARS (Microscopia Raman Coerente): Sfrutta le vibrazioni chimiche intrinseche delle molecole per mappare ad alto contrasto componenti specifiche, come i lipidi, tracciando i composti all'interno della cellula. Grazie a sistemi di incubazione integrati, il microscopio permette studi dinamici in time-lapse prolungati per monitorare i processi fisiologici nel tempo.

2. Indagine Topografica e Nanomeccanica (BioAFM)

Parallelamente all'analisi ottica, il microscopio a forza atomica per applicazioni biologiche (BioAFM) estende l'indagine alla morfologia fisica. Oltre a restituire mappe topografiche con risoluzione nanometrica, lo strumento utilizza la Force Spectroscopy per effettuare nano o micro indentazioni sulla superficie dei campioni. Questo consente di misurare le proprietà meccaniche locali, come il modulo di Young (elasticità e rigidità), operando direttamente in ambiente liquido e fisiologico. Poter testare una cellula, un tessuto, uno sferoide o un biomateriale nel proprio terreno di coltura è fondamentale per valutarne il reale stato biomeccanico.

3. Aree di Applicazione Sinergiche

L'unione di imaging chimico-morfologico e indagine nanomeccanica offre strumenti cruciali per:

• Nanomedicina e Farmaceutica: Monitorare il rilascio di farmaci a livello sub-cellulare e validare l'efficacia dei trattamenti.

Medicina Rigenerativa e Scienza dei Materiali: Studiare l'interazione tra cellule e nuovi scaffold biomimetici, comprendendo come la topografia e la rigidità dei materiali guidino lo sviluppo dei tessuti.