Spettroscopia e Imaging Raman per L’analisi Label-free

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Tesi rivolta agli studenti di Laurea triennale e Laurea magistrale in Fisica.
Proposta da Valentina Mussi
Sede di attività Artov
Nei processi di scattering della luce da parte della materia la maggior parte della radiazione viene diffusa in maniera elastica e riemessa esattamente alla stessa frequenza della radiazione incidente. Tuttavia una piccola parte può essere diffusa anelasticamente, cioè riemessa ad una frequenza diversa. L’effetto Raman è uno di questi processi anelastici, e lo spettro della radiazione emergente dall’interazione luce-materia fornisce informazioni fisico-chimiche fondamentali sul campione indagato. Il processo ha una efficienza molto bassa, che dipende anche dalla lunghezza d’onda della luce incidente, e la sua applicazione sperimentale richiede l’utilizzo di una sorgente laser. La spettroscopia, la mappatura e l’imaging, eventualmente accoppiato ad etichettatura molecolare, rappresentano uno strumento incredibilmente prezioso in moltissimi settori e per un vasto numero di diverse applicazioni. Tale tipo di caratterizzazione può essere utilizzata per verificare l’efficienza di una procedura di funzionalizzazione chimica, confrontare gli effetti di vari marcatori, studiare l’omogeneità dei campioni, monitorare l’evoluzione composizionale, studiare i processi di modifica e alterazione dei materiali, effettuare studi di dosaggio e di tossicologia nei campi del bioimaging, della diagnostica, del delivery terapeutico. L’efficacia della tecnica può essere ulteriormente potenziata mediante l’uso di approcci statistici multivariati, come la Principal Component Analysis (PCA), per l’analisi dei dati spettrali raccolti con l’obiettivo di sviluppare un metodo robusto per la classificazione rapida, affidabile e label-free (quindi poco invasiva) di campioni e materiali.
Progetti di tesi possono essere aperti in relazione a tre diversi campi di applicazione:

  1. Mappatura Raman di cellule biologiche per dimostrare la capacità di riconoscimento senza marcatura e di tipi e stati cellulari.
  2. Sviluppo di biosensori basati su rilevazione Raman.
  3. Caratterizzazione Raman di dispositivi elettronici microstrutturati.