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alla Macro Area: SENSORI & IMAGINGalla Linea di Ricerca: Sorgenti nel TeraHertz e nel Medio-Infrarosso
Imaging Terahertz di campioni biologici

La crescente necessità di una diagnosi accurata, obiettiva e veloce, ha determinato un sempre maggiore utilizzo dell’imaging digitale nella routine diagnostica. Tuttavia, nella maggior parte dei casi è tuttora utilizzata la colorazione standard con ematossilina-eosina (H&E), che consente solo una classificazione morfologica dei tessuti, mentre, per gli aspetti funzionali, si ricorre a procedure più complesse di immunoistochimica. Una caratterizzazione dettagliata, in termini di funzionalità del tessuto, può però essere ottenuta anche implementando in microscopia tecniche spettroscopiche, come la spettroscopia Raman, la spettroscopia FTIR nel Medio Infrarosso o la spettroscopia THz, poiché tali tecniche permettono, in linea di principio, di ricostruire la composizione molecolare del tessuto analizzato. Ogni campione biologico è infatti caratterizzato da uno spettro vibrazionale formato dalla somma delle impronte chimiche dei suoi componenti molecolari. Per mezzo delle tecniche sopra citate, è possibile ottenere informazioni sulla composizione chimica del campione con una sufficiente risoluzione spaziale e senza bisogno di alcun tracciante esogeno. In questo esperimento ci proponiamo, in particolare, di sviluppare tecniche di imaging multispettrale nel Medio e nel Lontano Infrarosso (THz) per l'analisi e la diagnostica automatizzate di campioni di tessuto con neoplasie solide, al fine di spianare la strada, in un prossimo futuro, ad un potenziale utilizzo in vivo delle stesse tecniche. Il raggiungimento di questi risultati richiederà la creazione di un team di ricerca misto che includa specialisti nell’ambito dell’ottica applicata, della spettroscopia e della diagnostica medica, in grado di sviluppare tecniche diagnostiche innovative che rispondano alle reali esigenze mediche e che si interfaccino in maniera efficace con le metodiche comunemente utilizzate. L’esperimento è inserito nelle attività di un progetto di ricerca nazionale, finanziato da Ente Cassa di Risparmio di Firenze.




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La crescente necessità di una diagnosi accurata, obiettiva e veloce, ha determinato un sempre maggiore utilizzo dell’imaging digitale nella routine diagnostica. Tuttavia, nella maggior parte dei casi è tuttora utilizzata la colorazione standard con ematossilina-eosina (H&E), che consente solo una classificazione morfologica dei tessuti, mentre, per gli aspetti funzionali, si ricorre a procedure più complesse di immunoistochimica. Una caratterizzazione dettagliata, in termini di funzionalità del tessuto, può però essere ottenuta anche implementando in microscopia tecniche spettroscopiche, come la spettroscopia Raman, la spettroscopia FTIR nel Medio Infrarosso o la spettroscopia THz, poiché tali tecniche permettono, in linea di principio, di ricostruire la composizione molecolare del tessuto analizzato. Ogni campione biologico è infatti caratterizzato da uno spettro vibrazionale formato dalla somma delle impronte chimiche dei suoi componenti molecolari. Per mezzo delle tecniche sopra citate, è possibile ottenere informazioni sulla composizione chimica del campione con una sufficiente risoluzione spaziale e senza bisogno di alcun tracciante esogeno. In questo esperimento ci proponiamo, in particolare, di sviluppare tecniche di imaging multispettrale nel Medio e nel Lontano Infrarosso (THz) per l'analisi e la diagnostica automatizzate di campioni di tessuto con neoplasie solide, al fine di spianare la strada, in un prossimo futuro, ad un potenziale utilizzo in vivo delle stesse tecniche. Il raggiungimento di questi risultati richiederà la creazione di un team di ricerca misto che includa specialisti nell’ambito dell’ottica applicata, della spettroscopia e della diagnostica medica, in grado di sviluppare tecniche diagnostiche innovative che rispondano alle reali esigenze mediche e che si interfaccino in maniera efficace con le metodiche comunemente utilizzate. L’esperimento è inserito nelle attività di un progetto di ricerca nazionale, finanziato da Ente Cassa di Risparmio di Firenze.




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Immagine di una fettina di tessuto cutaneo contenente un carcinoma delle cellule basali. Sulla sinistra: immagine istologica. Al centro: immagine acquisita in luce bianca. Sulla destra: immagine acquisita mediante imaging THz.
Personale INO:

Dipendenti: De Natale Paolo, Bartalini Saverio, Cicchi Riccardo

Ricercatori Associati: Locatelli Massimiliano, Pavone Francesco Saverio

UOS/Laboratorio INO:
INO Sede Principale di Arcetri, Sezione INO di Sesto Fiorentino presso il Dipartimento di Fisica dell'Università degli Studi di Firenze

INO Group/Research Team: Biofotonica

Applicant Areas: Scienze della Vita & Salute

Finanziamento da Progetti:
- Title: Imaging multispettrale nel THz e nel Medio Infrarosso per la diagnosi istopatologica (Acronym: IMMUNE)
Principali Prodotti della Ricerca associati:
1) Real-time terahertz digital holography with a quantum cascade laser su Scientific Reports (2015) di Locatelli M., Ravaro M., Bartalini S., Consolino L., Vitiello MS., Cicchi R., Pavone FS., De Natale P. (Articolo su Rivista JCR/ISI)


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