Agenti di contrasto per diagnostica clinica. Sintesi, caratterizzazione e applicazioni biomediche di leganti poliamminocarbossilici i cui complessi metallici sono utilizzati come agenti di contrasto per Risonanza Magnetica per Immagini (MRI) o per Tomografia ad Emissione di Positroni (PET). Design e sintesi di nuovi leganti per ottimizzare l’efficienza dell’agente di contrasto. Sintesi di sistemi funzionalizzati per bioconiugazione a vettori biologici.

Sonde multimodali per imaging molecolare. Una sonda di imaging molecolare permette di identificare anomalie patologiche a livello genetico, cellulare e molecolare. La sonda chimica è costituita da una parte responsabile della generazione del segnale rilevato esternamente (complessi di Gd o Mn per l’MRI, complessi di 68Ga o composti contenenti 18F per la PET, composti fluorescenti per l’imaging ottico) e da una parte responsabile del riconoscimento molecolare della patologia, in grado di differenziare il tessuto malato da quello sano.

Nanosistemi funzionalizzati per applicazioni diagnostiche e/o teranostiche. Nanosistemi di varia natura (ad esempio: nanoparticelle di silice mesoporosa, liposomi, micelle, proteine, ossidi metallici) vengono usati per accumulare un gran numero di agenti di contrasto e veicolarli sul sito di interesse per visualizzare una data patologia attraverso tecniche diagnostiche quali MRI o Imaging Fotoacustico. Se inoltre queste particelle vengono caricate di farmaci specifici queste diventano teranostiche (combinazione di diagnostica e terapia).

Caratterizzazione NMR di agenti paramagnetici. L’efficienza di un agente di contrasto deve essere ottimizzata sia in termini di stabilità termodinamica e cinetica per evitare rilascio di metalli in vivo, sia in termini di efficacie risposta da parte della tecnica diagnostica utilizzata. Per questo vengono sintetizzate nuove tipologie di agenti chelanti che permettano di migliorare efficienza senza perdere in stabilità. L’efficienza MRI viene misurata tramite tecniche di rilassometria NMR.

Sviluppo di sistemi multimerici come sonde MRI ad alto campo. Sintesi e caratterizzazione di complessi oligonucleari paramagnetici con controllo sul valore del tempo di correlazione rotazionale, velocità di scambio dell’acqua sufficientemente veloce e grande contributo alla relassività delle molecole d'acqua nella seconda sfera di coordinazione. Coniugazione di queste sonde oligonucleari a vettori di targeting.

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Contrast agents for clinical diagnostics. Synthesis, characterization and biomedical applications of polyaminocarboxylic ligands whose metal complexes are used as contrast agents for Magnetic Resonance Imaging (MRI) or Positron Emission Tomography (PET). Design and synthesis of novel ligands for optimization of contrast agent efficiency. Synthesis of functionalized systems for bioconjugation to biological carriers.

Multimodal Molecular Imaging Probes. A molecular imaging probe allows the identification of pathological abnormalities at the genetic, cellular and molecular level. The chemical probe consists of a part responsible for the generation of the signal detected externally (eg. Gd- or Mn-complexes for MRI, 68Ga complexes or compounds containing the 18F for PET, fluorescent compounds for optical imaging) and a part responsible for the molecular recognition of the pathology, able to differentiate diseased from healthy tissues.

Functionalized Nanosystems for diagnostic and/ or theranostic applications . Nanosystems of various nature (for example: mesoporous silica nanoparticles, liposomes, micelles, proteins, metal oxides) are used to accumulate a large number of contrast agents and carry them on the site of interest to visualize a given pathology through diagnostic techniques such as MRI or Photoacoustic imaging. When these particles are also loaded with specific drugs they become theranostic systems (combination of diagnosis and therapy).

NMR characterization of paramagnetic agents. The efficiency of a contrast agent must be optimized both in terms of thermodynamic and kinetic stability to avoid release of metal ions in vivo and in terms of effective response from the diagnostic technique used. Thus, we synthesize new types of chelating agents that can improve efficiency without losing stability. The MRI efficiency is measured by means of NMR relaxometric techniques.

Development of multimeric systems as high-field MRI probes. Synthesis and characterization of paramagnetic oligonuclear complexes with control on the value of the rotational correlation time, sufficiently fast rate of water exchange and large contribution to relaxivity from water molecules in the second coordination sphere. Conjugation of these oligonuclear probes to targeting vectors.