Articolazione Regionale - Home | Consiglio Nazionale delle Ricerche · CONSERVAZIONE E VALORIZZAZIONE DEI BENI CULTURALI(Sede di Milano "Gino Bozza") DINAMICA DEI PROCESSI AMBIENTALI(Sede

DCSPI Programmazione Operativa

Articolazione

Regionale delle attività del CNR

2008

Consiglio Nazionale delle Ricerche

DCSPI Programmazione Operativa

REGIONE

LOMBARDIA Istituti esecutori di attività svolte nella Regione Lombardia: BIOFISICA (Sede di Milano)

BIOIMMAGINI E FISIOLOGIA MOLECOLARI (Sede principale Istituto - Segrate)

BIOLOGIA E BIOTECNOLOGIA AGRARIA (Sede principale Istituto - Milano)

CHIMICA DEL RICONOSCIMENTO MOLECOLARE (Sede principale Istituto - Milano)

CONSERVAZIONE E VALORIZZAZIONE DEI BENI CULTURALI (Sede di Milano "Gino Bozza")

DINAMICA DEI PROCESSI AMBIENTALI (Sede di Milano)

ELETTRONICA ED INGEGNERIA DELL’INFORMAZIONE E DELLE TELECOMUNICAZIONI (Sede di Milano)

ENERGETICA E LE INTERFASI (Sede di Milano, sede di Pavia)

FISICA DEL PLASMA "Piero Caldirola" (Sede principale Istituto - Milano)

FOTONICA E NANOTECNOLOGIE (Sede di Milano)

GENETICA MOLECOLARE (Sede principale Istituto - Pavia)

GEOSCIENZE E GEORISORSE (Sede di Pavia)

INGEGNERIA BIOMEDICA (Milano)

MATEMATICA APPLICATA E TECNOLOGIE INFORMATICHE (Sede principale Istituto - Pavia; Sede di Milano)

NEUROSCIENZE (Sede di Milano)

RICERCA SULL’IMPRESA E LO SVILUPPO (Sede di Milano)

RILEVAMENTO ELETTROMAGNETICO DELL'AMBIENTE (Sede di Milano)

SCIENZE E TECNOLOGIE MOLECOLARI (Sede principale Istituto - Milano)

STORIA DEL PENSIERO FILOSOFICO E SCIENTIFICO MODERNO (Sede di Milano)

STUDIO DELLE MACROMOLECOLE (Sede principale Istituto - Milano)

TECNOLOGIE BIOMEDICHE (Sede principale Istituto - Segrate)

TECNOLOGIE DELLA COSTRUZIONE (Sede principale Istituto - San Giuliano Milanese)

TECNOLOGIE INDUSTRIALI E AUTOMAZIONE (Sede principale Istituto - Milano)

ISTITUTO NAZIONALE DI FISICA DELLA MATERIA (LR SENSOR - CRS ULTRAS - MDM)

DCSPI Articolazione regionale delle Attività 2008 Programmazione Operativa Regione Lombardia

Provincia di Milano



Basi molecolari, fisiologiche e cellulari delle produzioni vegetali.

Descrizione generale Progetto: Sviluppo di biotecnologie avanzate per il sistema agroalimentare Tipologia di ricerca: Progetti relativi a linee tematiche a carattere strategicoIstituto esecutore: Istituto di biologia e biotecnologia agrariaSede svolgimento attività: Sede principale IstitutoDip. di prevista afferenza: AgroalimentareResponsabile indicato: VITALE ALESSANDRO Risultati conseguiti Interazioni pianta-ambiente: − Individuati geni diversamente espressi in anaerobiosi ed effetti di Osmyb7 sulla risposta a stress e di anossia

su fermentazione e ATP. Ipersalinità e luce UV-B inducono prolina e poliammine in modo specie-specifico. L’inoculo micorrizico su colture precedenti ha effetto persistente su mais e aumenta colonizzazione radicale e biomassa;

− Isolati ceppi fungini MA mediterranei. Biologia cellulare: − Definiti i ruoli di ponti disolfuro di glutenina LMW e zeolina e studiata la formazione di eteropolimeri

gluteninici; − Caratterizzata la dislocazione dal reticolo endoplasmatico (RE) al citosol. Due isoforme di citocromo b5 (tail-

anchored) di Arabidopsis hanno diversa localizzazione: il cloroplasto e il RE. Genetica molecolare; − Prodotte piante di riso T1 e T2 esprimenti Osmyb4 e GUS con i promotori Osmyb4 e 7. In mais l’espressione

uniparentale dipende da metilazioni parentali-specifiche e dal background genetico. La forma multifosforilata di Opaco2 è in complessi funzionali;

− Proseguito il sequenziamento del clone BAC e la caratterizzazione della famiglia dei geni BBI di fagiolo, in cui non si sono evidenziati polimorfismi utili per la caratterizzazione varietale.

Risorse strumentali − Immunomicroscopia di fluorescenza; − Microscopia confocale (in collaborazione con Lorenzo Frigerio – Università di Warwick, Coventry UK); − Microscopia elettronica (in collaborazione con Michele Bellucci, IGV Perugia, CNR); − Ultracentrifughe e centrifughe; − Camere e celle di crescita per piante; − sistemi di acquisizione e analisi di immagini; − apparati elettroforetici per acidi nucleici e proteine; − Strumentazione per PCR; − real-time PCR, per l’analisi biochimica di proteine e per la produzione di DNA ricombinante; − Scintillatore; − Infrared gas analyzer; − Luminometro; − Spettrofotometri; − HPLC.

Punti critici Nella sede di via Bassini è operativa una nuova cella climatica, ma nel frattempo due celle sono diventate praticamente inutilizzabili a causa dei guasti continui dopo trent’anni d’attività. La precarietà delle condizioni di crescita delle piante (scarsa superficie disponibile, frequente malfunzionamento) rimane dunque un problema molto serio. È necessario sostituire al più presto alcune attrezzature di base di laboratorio (es. ultracentrifuga). Le difficoltà organizzative e di gestione delle risorse dovute alla carenza di personale tecnico hanno continuato a influenzare negativamente lo svolgimento delle attività sperimentali, con l’aggravante che in autunno un tecnico si è trasferito ad un altro Istituto. La scarsità di finanziamenti ordinari è ancora peggiorata nell’ultimo anno, creando grandi difficoltà in tutti i campi, inclusa la manutenzione degli strumenti in tutte le sedi. Per gli studi di biologia cellulare abbiamo acquisito un microscopio a fluorescenza, ma dipendiamo da collaborazioni per la microscopia confocale ed elettronica.

Collaborazioni EPR: − Ente Nazionale Risi;


− Istituto Agrario S. Michele all’Adige; − Parco Tecnologico Padano, CRA: − Sanremo, − Fiorenzuola D’Arda, − Acireale; CNR: − IVV Milano; − IGV Napoli e Perugia; − ITB Milano; − ICRM Milano; − IBAF Porano; Università straniere: − Karlsruhe e Potsdam (Germania); − Bern (Svizzera); − Oxford Brookes e Warwick (U.K); − San Diego (USA); EPR stranieri: − Russian Academy of Sciences; − Inst. of Plant Physiology, Mosca, Russia; − Bulgarian Academy of Sciences, Inst. of Plant Physiology, Sofia, Bulgaria; − Institut National De La Recherche Agronomique, Montpellier, Francia; − US Department of Agriculture; − Republican Scientific Production Center for Decorative Gardening and Forestry e Uzbek Scientific

Production Center for Agriculture, Tashkent, Uzbekistan; Ente privato: − Donald Danforth Plant Science Center, St. Louis, USA; Università italiane: − Bologna; − Firenze; − Insubria; − Milano; − Padova; − Pisa; − Salerno; − Tuscia; − Verona; − Scuola di Perfezionamento Sant’Anna (Pisa). I committenti includono il MIUR e l’Unione Europea (FP6, Marie Curie Research Training Networks).

Commento ad eventuali scostamenti tra le entrate previste e quelle realizzate nell’anno corrente In generale, la riduzione di finanziamento ordinario per l’anno 2007 ha ostacolato il raggiungimento degli obiettivi prefissati. I ritardi nell’attivazione della convenzione relativa al progetto MIUR- AGROGEN “Laboratorio di GENomica per caratteri di importanza AGROnomica in frumento duro: identificazione di geni utili, analisi funzionale e selezione assistita con marcatori molecolari per lo sviluppo della filiera sementiera nazionale” hanno portato ad un rinvio al 2007 di un’entrata prevista per il 2006. Per l’incapienza di cofinaziamento con fondi d’Istituto, si è dovuto rinunciare al contributo assegnato dal Ministero Affari Esteri per attività sulla biodiversità del noce in collaborazione con l’Uzbekistan. La quota di finanziamento finale dovuta alla conclusione del progetto EU “Biointeractions”, prevista per il 2007, non è ancora pervenuta.


Biotecnologie agro-industriali per il miglioramento genetico, il rispetto dell’ambiente e la tutela dei prodotti, la produzione di proteine e metaboliti di interesse alimentare, salutistico e farmacologico.

Descrizione generale Progetto: Sviluppo di biotecnologie avanzate per il sistema agroalimentare Tipologia di ricerca: Progetti relativi a linee tematiche a carattere strategicoIstituto esecutore: Istituto di biologia e biotecnologia agrariaSede svolgimento attività: Sede principale IstitutoDip. di prevista afferenza: AgroalimentareResponsabile indicato: BREVIARIO DIEGO Risultati conseguiti Isolati 4 geni della sintesi di acido fitico, caratterizzato un mutante di fagiolo a basso acido fitico (lpa) nel seme; prodotti semi F3 (dall’incrocio lpa x wt) e analisi di segregazione di lpa in semi F2. Analizzata la variabilità di proteine e antinutrizionali su ecotipi di fagiolo e leguminose minori. Promotori isotipo-organo specifici di tubulina di riso. Nuova versione del metodo TBP. Piante di osteospermum sovraesprimenti il gene Osmyb4 di riso tollerano meglio lo stress termico e accumulano metaboliti alifatici. Nef di HIV fusa a zeolina si accumula in corpi proteici nel reticolo endoplasmatico (ER). Stabilito che il controllo di qualità in ER può impedire la formazione di corpi proteici. Prodotte piante transgeniche di tabacco esprimenti due antigeni di vaccinia virus e p24 di HIV a diversa localizzazione subcellulare Piante di tabacco transgenico esprimenti fusioni tra potenziali vaccini e domini tail-anchor esprimono livelli elevati della proteina di interesse. Espressi con successo in lievito diversi prototipi di proteine di fusione tra frammenti anticorpali a catena singola e saporina. Ottenute varianti per mutagenesi sito-specifica del sito di glicosilazione di Derp1.

Risorse strumentali − Analizzatore automatico di immagini collegato a microscopio a contrasto di fase; − apparati elettroforetici; − armadi termostatati; − camere di crescita; − camere oscure; − cappe sterili; − centrifughe, centrifughe da banco; − congelatore programmabile per crioconservazione di cellule, congelatori –80°C, FPLC; − germinatoi; − HPLC; − incubatori, incubatore CO2; − microscopi, microscopio a fluorescenza; − scintillatore; − scanner per microarray; − sistemi di acquisizione e elaborazione di immagini, sistemi di acquisizione e elaborazione di immagini in

fluorescenza; − termociclatori per RT-PCR e PCR; − ultracentrifughe; − Particle-gun per la trasformazione biolistica di tessuti ed espianti vegetali.

Punti critici La mancanza di un HPLC adatto alla analisi di zuccheri non consente una analisi dettagliata del profilo metabolico dei mutanti lpa. Permane la mancanza di nuove camere di crescita per le piante e di un moderno sistema di separazione ed analisi dei frammenti polimorfici di DNA. C’è carenza di attrezzature per le attività di microbiologia. I sistemi di immagazzinamento e conservazione dei materiali sui quali si lavora (spesso materiali biologici) sono obsoleti e spesso si guastano rischiando di fare perderde ai gruppi di ricerca anni e anni di lavoro sperimentale. La mancanza di personale tecnico ha gravato pesantemente sulle attività di ricerca, rallentando il lavoro sperimentale e creando difficoltà sia organizzative che di gestione delle risorse. Si sono avuti problemi di espressione della proteina Derp1 in S.cerevisiae, pertanto si cercherà di esprimerla in cellule vegetali BY2 di N. tabaccum. La sovraespressione di endoplasmina non aumenta marcatamente la sintesi di IgG in esperimenti di espressione transiente in protoplasti. Si sono ora incrociate piante che sovraesprimono stabilmente le due proteine, per verificare il risultato in pianta.


Collaborazioni − UNI Milano (Prof.R.Mantovani); − LoFarma SpA (Dr.Mistrello); − Clemson University, USA (Dr. V.Baird); − Virginia Polytechnic Institute, USA (Dr. K.Hilu); − University Karlsruhe, Germania (Dr. P.Nick); − ISMAC-CNR Milano (Dr. A.Bolognesi); − University Glasgow, UK (Dr. P.Campanoni); − Università Bologna (Prof. R.Tuberosa); − Università Pavia (Prof E.Nilsen); − MIPA-CRA, Bergamo (Drs. Motto e Rossi); − ITB-CNR, Milano (Dr. Milanesi); − UNI Verona (Prof. M.Colombatti); − UNI L’Aquila (Prof. R.Ippoliti); − UNI Siena (Prof. A.Pini); − INRA, Montpellier, Francia (Dr. Jean-Jacques Drevon); − Leukaemia Busters, Southampton General Hospital, U.K (Dr. D.Flavell); − CRA-Battipaglia (Dr. M.Zaccardelli); − IGV-CNR, Bari (Dr.L. Lioi) e Napoli (Dr. T. Cardi); − ENEA, Centro Ricerche Casaccia (Dr. E. Benvenuto); − KVL Copenhagen, Danimarca (Dr. S Rasmussen); − ISPORT-CRA Montanaso Lombardo (Dr. B Campion); − DISMA UNI-Milano (Prof. Arnoldi, Prof. Duranti); − CERSA, Lodi (Dr.sa Lazzari); − DI.PRO.VE.-UNI Milano (Prof. Espen); − ISF-CRA, San Remo (Dr. Allavena); − Università Firenze (Prof. Mancuso); − 30 laboratori EU Pharma-Planta (www.Pharma-Planta.org); Committenti : − PROMM-CRA-MIPA; − MIUR-FIRB; − Lo Farma spa ; − RICG, Leukaemia Buster; − Consorzio Phaseomics (www. phaseolus.net).


Conservazione delle risorse genetiche animali e valorizzazione delle loro produzioni

Descrizione generale Progetto: Risorse biologiche e tutela dell’agroecosistemaTipologia di ricerca: Progetti relativi a linee tematiche a carattere strategicoIstituto esecutore: Istituto di biologia e biotecnologia agrariaSede svolgimento attività: Sede principale IstitutoDip. di prevista afferenza: AgroalimentareResponsabile indicato: PIZZI FLAVIA Risultati conseguiti − Riproduzione:banca suino di Garlasco-congelamento di 1611 paillette di seme raccolto da 8 verri. Messa a

punto congelamento spermatozoi epididimali.CE EURECA-analisi dei programmi di crioconservazione delle razze bovine italiane e inventario del materiale genetico. PRIN-Messa a punto congelamento del seme di pollo, razza Mericanel della Brianza, valutazione dei danni strutturali e funzionali dopo congelamento. Applicazione a specie avicole del comet assay per la determinazione dell’integrità del DNA degli spermatozoi.

− Diagnostica molecolare:TRACENET-realizzazione di un database informatico per conservare informazioni e documenti per il trasferimento delle tecnologie concernenti la tracciabilità in ambito agro-alimentare. SAFEMILK-Messa a punto di test molecolari preliminari basati su DNA chip per la diagnosi precoce di mastiti sub-cliniche.IDENTILAT-ottenuti dati che confortano l’ipotesi della tracciabilità di DNA vegetale nei tipi di latte esaminati. Frammento di rubisco di 370 bp amplificato nel latte proveniente da animali alimentati con avena ed erba medica.

− BOVSTRESS-il metodo consente di prevedere differenze in individui con patologie e disordini di tipo metabolico.

Risorse strumentali − scanner per lettura microarray; − sequenziatore capillare di acidi nucleici; − forno per ibridazione shaker stacker owen; − app concentratore; − estrattore automatico per acidi nucleici; − spettrofotometro nanodrop; − elettroforesi su chip bioanalyser Agilent; − estrattore automatico di DNA/RNA/Proteine. Maxwell 16 System (Promega Corporation); − spettrofotometro; − microscopi a contrasto di fase, contrasto interferenziale e a fluorescenza; − sistema computerizzato di analisi del materiale seminale; − sistemi di acquisizione ed analisi di immagini in campo chiaro e in fluorescenza; − stereo microscopio; − incubatore a CO2.

Punti critici − Diagnostica molecolare:SAFEMILK - nella fase di sviluppo del DNA chip alcune sonde hanno mostrato una

inadeguata selettività e sono state ridisegnate. − IDENTILAT - La bassissima quantità di DNA bersaglio presente nel latte, anche a causa del presumibile

sequestro di altre molecole nella fase lipidica, permette di ottenere una frequenza di individuazione ristretta a circa il 10% dei campioni analizzati; è pertanto necessario elevare l’efficienza dei metodi di estrazione del DNA genomico.

− BOVSTRESS - La tecnica utilizzata è molto sensibile, ma prevede l’utilizzo di materiale marcato con radioisotopi.

− Riproduzione: Il sistema di acquisizione delle immagini Leica FW4000-Camera DC300F ha presentato problemi legati ad acquisizione ed elaborazione delle immagini che gli interventi dei tecnici specializzati Leica non sono stati in grado di risolvere. Si sono quindi presi contatti anche con altre aziende del settore per la ricerca delle cause, mediante verifica delle varie componenti del sistema.

Collaborazioni − Dipartimento di Scienze e Tecnologie Veterinarie, Università di Milano; − Dipartimento di Patologia Animale, Igene e Sanità Pubblica Veterinaria,Università di Milano;


− Dipartimento produzioni animali, Università della Tuscia; − Università Cattolica di Piacenza; − Università del Molise; − Dipartimento di Scienze Agrarie ed Ambientali, Università di Udine; − Dipartimento di Protezione e Valorizzazione Agro-Alimentare - Sede di Reggio Emilia, Università di Bologna; − Istituto Sperimentale Italiano Lazzaro Spallanzani; − C.N.R. Istituto di Scienze delle Produzioni Alimentari, sezione di Milano; − C.N.R. istituto di Chimica del Riconoscimento Molecolare; − C.N.R. Istituto Tecnologie Biomediche; − C.R.A. Istituto Sperimentale per la Zootecnia, sezione di Potenza; − Institut de l’Elevage,Département Génétique, Parigi, Francia; − Centre for Genetic Resources,(CGN)Wageningen University and Research Centre, Lelystad, the Netherlands; − Parco Tecnologico Padano, CERSA, Lodi; − Associazione Nazionale Allevatori Frisona Italiana, Cremona.


Diagnostica Avanzata per Materiali Innovativi, Energetica e Ambiente

Descrizione generale Progetto: Idrogeno: produzione, trasporto, distribuzione e utilizzo Tipologia di ricerca: Progetti relativi a linee tematiche a carattere strategicoIstituto esecutore: Istituto per l’energetica e le interfasiSede svolgimento attività: Sede di MilanoDip. di prevista afferenza: Energia e TrasportiResponsabile indicato: CIGNOLI FRANCESCO Risultati conseguiti Si sono completate le verifiche su bruciatori standard. Si è evidenziato un forte scostamento dalle caratteristiche dichiarate. Si è informata la comunità scientifica a mezzo rivista internazionale. Si sono individuate altre particolarità, indicanti la necessità dell’uso di radiazione IR invece che rossa per misure di estinzione. Ulteriori test sono in corso. Sono state raccolte polveri di TiO2 per misure BET, risultate in ottimo accordo con misure TEM, PCS e XRD. Si è avviata una sperimentazione per il monitoraggio on line di processi di sintesi in combustione. Nell’ambito dello S.C. è iniziata la produzione e l’analisi di strati di TiO2 con l’introduzione voluta di difetti di carbonio, che migliorerebbero l’assorbimento di luce solare ai fini della produzione di idrogeno da energia solare. Per i microcombustori si è costruito in loco un prototipo con pellets di catalizzatore che realizza una reazione spontanea metano/aria a bassa temperatura inizializzata da un flusso di idrogeno. Si è completato il modulo con l’applicazione di generatori termovoltaici con produzione di tensione continua dalla combustione catalitica. Prime scissioni del metano mediante processo a plasma.

Risorse strumentali TEM (microscopio elettronico a trasmissione), XRD (diffrattometro a raggi X), il PCS (fotocorrelatore dinamico), sistemi di voltammetria, i sistemi laser e spettrografici, le videocamere veloci ed una apparecchiatura FTIR (proprietà IFP). Sono operativi: l’intero sistema di sintesi di nanopolveri, due campionatori, il sistema a plasma per il cracking del metano, un sistema elettromeccanico di movimentazione per i bruciatori sotto test. Si è impiegato il sistema BET della sezione di Pavia. Un nuovo sistema laser è stato utilizzato per esperimenti LII sulla titania. Si è costruito un sistema per la calibrazione dei sistemi ottici atti a valutare l’attività fotocatalitica di elettrodi prodotti nei nostri laboratori.

Punti critici Dal punto di vista scientifico ha mostrato criticità l’emersione ripetuta di scostamenti nelle fenomenologie diagnostiche rispetto ad un quadro che, a livello internazionale, si riteneva consolidato da anni. Se ciò da un lato è fonte di nuovi stimoli, dall’altro impone una revisione critica dei risultati ottenuti da decine di laboratori negli scorsi anni. Dal punto di vista organizzativo bisogna segnalare, a livello locale, le limitazioni comportate dalla assenza di reparti di lavorazione, quali l’officina meccanica; a livello generale le disfunzioni nell’arrivo dei fondi, anche già accertati, rende problematica una programmazione di qualsivoglia tipo. Si aggrava l’effetto dello stillicidio di personale e del suo invecchiamento medio.

Collaborazioni Si è collaborato con CESI Ricerche per approntare una tecnica di misura per le temperature in grandi combustori, con il CNRS francese con cui sono in atto due collaborazioni e presso cui una nostra ricercatrice svolge parte della sua attività. Un altro componente ha svolto un importante stage all’ETH di Zurigo, centro di eccellenza per la sintesi da combustione. Una cooperazione è in atto con NRC canadese, cui sono stati forniti dati sperimentali da inserire in modelli teorici. Progetti comuni con il Politecnico di Milano e con l’Istituto motori di Napoli per i programmi PRIN riguardanti il comportamento di acciai senza nichel e l’utilizzo di microcombustori a combustibile liquido. Prosegue fattivamente la collaborazione, sempre col Politecnico di Milano, sulla combustione degli idrocarburi gassosi, con scambio di dati, strumentazioni e personale. È stata attivata una collaborazione con Assotec, sotto il patrocinio della Regione Lombardia, nell’ambito del Programma Ingenio.

Commento ad eventuali scostamenti tra le entrate previste e quelle realizzate nell’anno corrente Sostanzialmente non vi sono stati scostamenti di rilievo, ed anzi si sono allargate le collaborazioni rispetto alle aspettative.


Fisica e Tecnologia del Plasma e della Fusione Termonucleare

Descrizione generale Progetto: Partecipazione ai programmi nazionali e internazionali sulla

Fusione Tipologia di ricerca: Progetti relativi a linee tematiche a carattere strategicoIstituto esecutore: Istituto di fisica del plasma “Piero Caldirola”Sede svolgimento attività: Sede principale IstitutoDip. di prevista afferenza: Energia e TrasportiResponsabile indicato: CIRANT SANTE GIOVANNI Risultati conseguiti 1) ITER: EFDA Task TW4-CCDGS4 per sviluppo bolometri 2 MW: consegnata la versione impulsata e

completata la costruzione della versione CW. Tasks TW6-TPHE-ECHULA: eseguita parte (come previsto) dell’analisi fisica delle performances dell’antenna EC di ITER per controllo MHD in vari scenari, inclusa una analisi degli efetti integrati di Upper ed Equatorial launcher, avviato lo studio delle meodologie di controllo in tempo rale, avviata la modellizzazione della riflettivita` specchi.

2) JET: Coordinamento Task Force, Session leadership. 3) ECH/FTU: studio e acquisizione del target con MHD, controllo disruzioni con ECH. Gestione delle

operazioni di FTU. Limiter di litio. 4) JET-EP, ECE obliqua: calibrazione strumentazione e misure. 5) Controllo MHD mediante ECRH/ECCD in AUG: verificati off-line metodi di misura di deposizione mediante

dati acquisiti. 6) Diplexer: eseguite misure a IPF-Stoccarda. 7) Progetto FT3: completato il rapporto per il progetto del sistema di riscaldamento ECRH e di controllo

MHD. 8) Espletato il concorso per la borsa Euratom EFTS della durata di due anni per un ingegnere microondista.

Risorse strumentali − Strumentazione Laboratorio Onde millimetriche (Voltmetro Vettoriale, Camera Anecoica, Camera pulita. − Profilometro per componenti ottiche per onde mm); − Rete di Workstations e Personal computer e Software specialistico per calcoli elettromagnetici e sviluppo di

modelli fisici; − Impianti ECRH presso il tokamak FTU dell’ENEA.

Punti critici − Completamento di un carico bolometrico in CW nella banda millimetrica per ITER, tecnicamente innovativo. − Sviluppo di un sistema ECCD di controllo di instabilità MHD per ITER: stipulata una convenzione di ricerca

con il Politecnico di Milano. − Sperimentazione ECH/FTU: completare la sperimentazione sul controllo MHD con ECH sincrona. − Sviluppo di un sistema ECCD di controllo di instabilità MHD su AUG: : stipulata una convenzione di ricerca

con il Politecnico di Milano.

Collaborazioni − EFDA (task ITER): come previsto. − JET (sperimentazione e strumentazione): Conduzione della Task Force T. e utilizzazione della diagnostica

ECE obliqua Task JET. − ENEA (sperimentazione FTU): come previsto. − AUG (controllo automatico NTM): come previsto. − EFTS (European Fusion Training Programme, un assegnista): come previsto. − Politecnico di Milano (contratto di collaborazione su controlli automatici): come previsto. − ESA (missione PLANCK): come previsto. − Consorzio con IPP-Garching, IPP-Greifswald, IPF-Stuttgart, IAP-Nizhny Novgorod (diplexer): preliminari di

intesa, contratto attivo.

Commento ad eventuali scostamenti tra le entrate previste e quelle realizzate nell’anno corrente − I Task ITER sul controllo avviati sostanzialmente solo dopo la stipula del contrato con il Politecnico. − La sperimentazione ECH/FTU è stata ridotta a causa di problemi di macchina.


Strumenti e tecnologie dei processi al plasma per applicazioni industriali


Fusione Tipologia di ricerca: Progetti relativi a linee tematiche a carattere strategicoIstituto esecutore: Istituto di fisica del plasma “Piero Caldirola”Sede svolgimento attività: Sede principale IstitutoDip. di prevista afferenza: Energia e TrasportiResponsabile indicato: GROSSO GIOVANNI MARIA Risultati conseguiti − Completate sotto contratto EFDA (TW4-TPP-ERCAR e TW4-TPP-TARCAR) analisi di superfice di campioni

di prima parete di tokamak. − Sviluppato un processo di polimerizzazione in plasma di metiltiofene ed una polimerizzazione di film

titania-like su polimeri. − Sul reattore R2001 sono stati trattati materiali compositi a matrice polimerica per applicazioni di ingegneria

meccanica, film “silicon-like” depositati via plasma (brevetto europeo N. PCT/IT2007/000604). Analisi dei materiali compositi, a matrice metallica, per la loro possibile applicazione come componenti strutturali in reattori a fusione nucleare.

− Sperimentata una microtorcia con plasma generato con RF. − Sviluppo di elettrodi circolari per l’attività di ‘ion pluggin and separation” per la macchina “Cuspide”.

Sviluppo e test di sonde di flusso e sonde Mach. Attività sperimentale sul Tokamak FTU per la caratterizzazione del plasma nella zona SOL in presenza di impurezze metalliche.

− Attività sperimentale sul tokamak JET (Spettroscopia Neutronica e Gamma Ray Spectroscopy (GRS)).Diagnostica CTS analisi dei dati sperimentali. Sviluppo del deviatore per linee RF.Esperimento pilota IENI-IFP per scarica di plasma DBD.

Risorse strumentali − Macchina con configurazione di campo magnetico a “cuspide” (0.5 T/0.25T) per lo Sorgenti di plasma con

frequenza, 13,56 Mhz e .2.45 GHz. Laboratorio Superfici, interazione plasma-prima parete, con diagnostiche XPS,SIMS,LEED,ISS,FTIR.

− Microtorcia al plasma a pressione atmosferica per realizzare una diagnostica di parete per il reattore ITER e per applicazioni industriali.

− Reattori al plasma con scariche rf ad accoppiamento capacitivo:reattore R2005, per processo di polimerizzazione in plasma;reattore R2001 per deposizione di film silicon-like; reattore R2003 per deposizione di film titania-like.

− Spettroscopia ottica di emissione (fibra + monocromatore TRIAX550 + CCD) per analisi della fase plasma. − Reattore pilota per cracking anossico del metano in plas,ma di Argon e produzione di idrogeno con

scariche DBD (Dielectric Barrier Discharge). − Generatore di potenza microonde Gyrotron Gycom 28 Ghz, 15 Kw CW.

Punti critici L’attività sperimentale dei differenti settori della commessa potrebbe essere incrementata con nuove risorse umane che inizieremmo a formare nelle attività in corso. La riorganizzazione dei laboratori per l’adeguamento delle strutture e degli impianti ha causato un rallentamento dell’attività sperimentale. Occorrerebbe migliorare l’interazione con l’industria per il potenziamento delle attività di sviluppo ed applicazioni industriali. A livello di Area di ricerca sarebbe auspicabile aprire sportelli di interazione e colloquio con il mondo produttivo.

Collaborazioni − Università di Firenze per lo studio di superfici metalliche esposte a liquidi ionici, nonchè con il Dip. di

Scienza dei Materiali della Università di Milano Bicocca per lo studio della funzionalizzazione di superfici di silicio idrogenate;

− EURATOM-ENEA-JET , EFDA, ITER; − CNR-IENI di Milano; − CNR-ISMAC di Milano e Biella. Institute of Applied Physics-Russian Academy of Sciences-Nizhny Novgorod; − Università Milano Bicocca;


− CNRS and University of Orleans –France (progetto pilota Idrogeno); − Politecnico di Milano; − Università di Palermo; − INFM-Università di Napoli Federico II, Dip.di Scienze Fisiche.

Commento ad eventuali scostamenti tra le entrate previste e quelle realizzate nell’anno corrente La quota di finanziamento relativo al contratto di Associazione Euratom è rimasta costante. La quota di finanziamento industriale è stata coerente con le possibilità di effettivamente far fronte alle ricerche concordate in base alla disponibilità del personale. La quota di finanziamento CNR è stata ridotta notevolmente per il 2007. La commessa ha ottenuto un finanziamento straordinario dal CNR Dipartimento Energia e Trasporti sulla tematica di ricerca Remote Steering Antenna per 27.900 euro.


Esperimenti e modelli di processi innovative in scala


Fusione Tipologia di ricerca: Progetti di sviluppo competenzeIstituto esecutore: Istituto di fisica del plasma “Piero Caldirola”Sede svolgimento attività: Sede principale IstitutoDip. di prevista afferenza: Energia e TrasportiResponsabile indicato: LONTANO MAURIZIO Risultati conseguiti − Ultimati i lavori di realizzazione delle infrastrutture per permettere la nuova sperimentazione. − Sono state installate le 10 bobine del campo magnetico nella posizione definitiva ed è stato effettuato un

primo “mapping” del campo magnetico. − È stato acquisito dalla Gycom (N. Novgorod, Russia) un gyrotron da 28 Ghz, Pmax = 15 kW, CW, con

l’alimentazione e la linea di trasmissione per l’accoppiamento al plasma. Sono stati effettuati i primi test ed il “training” del personale addetto al suo funzionamento.

− Si sono completati i disegni costruttivi della camera da vuoto nuova e la costruzione della camera è in via di completamento.

− È stato acquisito parte dell’hardware e del software (LabView) per controlli e acquisizione dati. − Si è realizzato un prototipo di antenna risonante per accoppiare energia elettromagnetica al plasma e sono

state effettuate misure su banco della distribuzione spaziale del campo elettrico e magnetico.

Risorse strumentali − Acquisizione del gyrotron a 28 Ghz con relativo alimentatore. − Acquisto di parte dell’hardware e del software (LabView) che verrà utilizzato poer l’acquisizione dati e per i

controlli. − Acquisto della camera da vuoto nuova relativa alla zona sperimentale di GyM.

Punti critici − Ritardo nella costruzione della camera da vuoto, pertanto la sperimentazione su GyM avrà inizio nel 2008. − Si evidenzia la necessità di dedicare più personale alla nuova sperimentazione su GyM che si prevede si

articolerà su più fronti, scientifico e tecnologico. − Per il completamento dell’allestimento di GyM, che include la realizzazione della sorgente di plasma ad alto

campo ed alta densità, si prevede la necessità un considerevole investimento di risorse finanziarie nell’immediato.

Collaborazioni − EPFL – CRPP, Losanna (strategica in ambito EURATOM): definizione del programma scientifico e

diagnostiche, partecipazione allàattività sperimentale sui GyM; − INFN-LNS, Catania (sorgenti a micro-onde); − Istituto di Fisica Applicata, RAS, N. Novgorod, Russia (sorgenti a micro-onde e relativa sperimentazione); − Collaborazione con Chalmers University of Technology, Göteborg su aspetti teorici concernenti i processi

fisici di interesse per il tokamak che si studieranno in scala su GyM (strategica in ambito EURATOM); − Avviato il protocollo di collaborazione con l’Università di Delhi, nell’ambito delle collaborazioni bilaterali

Italia-India del Ministero degli Esteri.

Commento ad eventuali scostamenti tra le entrate previste e quelle realizzate nell’anno corrente La riduzione del finanziamento ordinario CNR risulta in una sofferenza nello sviluppo delle attrezzature scientifiche e della consegeunte sperimentazione.


Materiali e Processi per l’Energetica

Descrizione generale Progetto: Nanotecnologie e metallurgia fisica per la componentistica

nell’energetica e nei trasporti Tipologia di ricerca: Progetti relativi a linee tematiche a carattere strategicoIstituto esecutore: Istituto per l’energetica e le interfasiSede svolgimento attività: Sede di MilanoDip. di prevista afferenza: Energia e TrasportiResponsabile indicato: LUPINC VALENTINO Risultati conseguiti L’idea progettuale MITGEA - Materiali avanzati per componenti di turbine a gas con EMA, ANSALDO ENERGIA, CSM è decollata e il lavoro iniziato nel 2007. Terminati con successo gli studi nei progetti europei SOCRAX – Comportamento propagazione cricche in superlega monocristallo per pale turbina e NAMAMET - Ottimizzazione del cannone gasdinamico per densificazione polveri nanometriche ceramiche e intermetalliche. Sono avanzati gli studi nei progetti europei IMPRESS – Modelli di proprietà meccaniche e microstruttura su materiali a bassa tenacità a base TiAl e COST538 – Scorrimento di superleghe microfuse e monocristallo. Sono a buon punto le prove sperimentali e lo sviluppo di modelli di “lifing” per camere di combustione per turbine (AVIO). Continua lo studio in collaborazione con POLIMI - Termodinamica e fluidodinamica di miscele bifasi (liquido-aeriforme) nei sistemi termogravimetrici. Quasi metà del lavoro previsto per il contratto ANSALDO ENERGIA – Caratterizzazione di superleghe per turbine a gas industriali è stato effettuato. I 2 contratti AVIO, Iniettore per turbina a gas e Caratterizzazione superlega per dischi di turbina sono stati portati a termine con successo nel 2007.

Risorse strumentali − Laboratorio prove meccaniche; − laboratorio microscopia ottica, elettronica e diffrazione raggi X; − laboratorio spray, laboratorio tecnologie aerospaziali.

Punti critici − Difficoltà a trattenere e assumere personale valido. − Il ritardo dei finanziamenti per il progetto COSMIC (ASI) ha posticipato l’inizio del progetto. − Persistono punti critici di minor rilevanza dovuti a ritardi nella produzione e nei trattamenti, e quindi nelle

consegne dei materiali, da parte dei partner del progetto IMPRESS, che si prevede comunque assorbibili dopo l’arrivo dei provini in IENI.

Collaborazioni Più di 100 partner nei progetti europei (committenti CE ed ESA), in parte citati nei singoli progetti, fra cui Rolls Royce, ALSTOM, Imperial College, UNI Cambridge, ESA, CSM, CESI, Doncasters, UNI Darmstadt. Collaborazioni bilaterali con NIMS e JAXA (Giappone), SAS (Slovacchia), RAS (Russia), contratti con AVIO, ANSALDO ENERGIA, EMA-Europea Microfusioni Aerospaziali.

Commento ad eventuali scostamenti tra le entrate previste e quelle realizzate nell’anno corrente Le entrate da terzi accertate per il 2007 sono di circa 120.000 � maggiori rispetto al previsto (maggiori entrate da ANSALDO ENERGIA ed accertamento MITGEA non previsto). Lo scostamento è dovuto a cautela temporale nella stima degli accertamenti previsti.


Cultura e terminologia filosofico-scientifica nella modernità: l’apporto di Girolamo Cardano e di Antonio Vallisneri alla formazione delle problematiche e dei linguaggi culturali dell’Italia e dell’Europa moderne

Descrizione generale Progetto: Storia delle idee e della terminologia di culturaTipologia di ricerca: Progetti relativi a linee tematiche a carattere strategicoIstituto esecutore: Istituto per la storia del pensiero filosofico e scientifico moderno Sede svolgimento attività: Sede di MilanoDip. di prevista afferenza: Identità CulturaleResponsabile indicato: MONTI MARIA TERESA Risultati conseguiti − Convegni: Antonio Vallisneri dalla Garfagnana alla scienza (Gallicano); Le reti in rete. Per l’inventario e

l’edizione dell’Archivio Vallisneri (Milano). − Presentazione di volumi vallisneriani a Locarno; Roma; Trieste. − Libri: Vallisneri, Quaderni di osservazioni II (ed. Bresadola); Simonutti (ed.), Forme del neoplatonismo;

Simonutti (co-ed.), Monarchisms in the Age of Enlightenment; Simonutti (co-ed.), Traduzioni e circolazione delle idee nella cultura europea tra ‘500 e ‘700; Cerchiai-Rota (eds.), Maimonide e il suo tempo; Mazza-Ronchetti (ed.), New essays on David Hume.

− Altri contributi: articoli; recensioni; relazioni a convegni su storia della scienza e della filosofia dal Medioevo all’età moderna.

− Prosecuzione della costituzione e dell’inventario on line del carteggio Vallisneri.

Risorse strumentali L’Archivio Vallisneri raccoglie circa 12000 lettere di e a Vallisneri. Il programma di individuare, raccogliere e pubblicare tali lettere è nato nel 1979 quale linea di ricerca del CSPF (CNR di Milano). Con la costituzione dell’”Edizione Nazionale delle Opere”, il progetto è stato ampliato fino a comprendere l’edizione critica dell’intero carteggio, tappa necessaria per lo studio storico e statistico della rete vallisneriana. All’edizione cartacea ed elettronica dell’epistolario fa seguito ora l’inventario del carteggio. Iniziato nel maggio 2005, esso è proseguito di concerto con la creazione dell’archivio materiale. L’inventario elettronico è consultabile on line in http://www.vallisneri.it/inventario.shtml. Accanto all’edizione critica ed elettronica delle opere cardaniane, la costituzione di un “Archivio Cardano” è stato fin da subito una parte importante del progetto. L’ISPF sta costituendo un archivio completo (Microfilm e CD-ROM) delle edizioni e traduzioni delle opere di Cardano apparse tra Cinquecento e Seicento; in questo archivio confluiscono anche le riproduzioni di tutti i manoscritti cardaniani di cui si abbia notizia.

Punti critici L’organico di ricercatori che seguono i moduli Cardano e Vallisneri, già decimato nel corso del 2005, ha subito una ulteriore riduzione nel 2006 per la perdita di primi ricercatori passati all’Università. Tenuto conto dell’ampiezza dei temi oggetto della commessa, si tratta di lacune assai gravi che, già segnalate, porteranno grave nocumento allo svolgimento della ricerca. Esse avrebbero dovuto essere sanate da tempo e dovranno esserlo comunque al più presto, provvedendo al bando, con estrema urgenza, di almeno UN ricercatore e, in tempi brevi, di almeno un secondo.

Collaborazioni − Dip. di Filosofia e di Biologia (Univ. di Milano); − Dip. di Studi Umanistici (Università del Piemonte Orientale); − Institut Hist. de la Médicine (Univ. di Ginevra); − Medizinhistorisches Institut (Univ. di Berna), Centro Spallanzani (Scandiano); − Ediz. Naz. Spallanzani (Modena); − Ediz. Naz. Vallisneri (Milano); − Soc. Epist. et Hist. des Sciences de la Vie (Parigi); − ILC (CNR, Pisa); − Osservatorio Astronomico Braidense (Dip. di Fisica-Univ. Milano; − Ass. Le Monde selon Arcane (SHADYC-CNRS, Marsiglia - Université P. Valéry, Montpellier); − Istituto Svizzero di Roma; − Ente Fiera dell’Editoria Scientifica di Trieste; − Istituto di studi sul Rinascimento (Firenze);


− All Souls College (Oxford); − Dipartimenti di filosofia e di filologia greca e latina (Università di Siviglia); − Istituto di Studi Superiori “G. Cardano” (Università dell’Insubria); − Institut d’histoire de la Réformation (Ginevra); − Pontificia Università Antonianum.

Commento ad eventuali scostamenti tra le entrate previste e quelle realizzate nell’anno corrente Nonostante il forte impegno scientifico e finanziario sostenuto dall’ISPF per continuare il progetto di edizione critica delle Opere di Girolamo Cardano e di Edizione Nazionale per quelle di Antonio Vallisneri, nel 2007 l’Ente ha decimato la dotazione per ricerca della Commessa. Si segnala che in assenza di adeguato finanziamento nel 2008 entrambe queste importanti iniziative, che per unanime riconoscimento hanno dato luogo a risultati di eccellenza, subiranno grave danno, con altrettanto grave sconcerto da parte della comunità intellettuale.


Dinamica dei Sistemi Economici

Descrizione generale Progetto: Innovazione e sviluppo italiani nell’economia globale post-

industriale Tipologia di ricerca: Progetti relativi a linee tematiche a carattere strategicoIstituto esecutore: Istituto di ricerca sull’impresa e lo sviluppoSede svolgimento attività: Ceris - Dinamica dei sistemi economiciDip. di prevista afferenza: Identità CulturaleResponsabile indicato: ZOBOLI ROBERTO Risultati conseguiti Nel 2007, sono state sviluppate attività di ricerca sugli effetti innovativi delle politiche ambientali nelle imprese e settori produttivi: Collaborazione triennale 2006-2008 con APAT per il consorzio ETC/RWN ed Agenzia Europea dell’Ambiente: − Valutazione delle politiche europee delle discariche (metodo di analisi delle politiche); − Politiche ambientali nel settore degli aggregati in Italia, sotto-progetto ETC/RWM su ‘Economic instruments

for natural resource management; − Partecipazione al sotto-progetto Sustainable Production and Consumption, per EEA. − Progetto Infocamere-Wave sugli effetti ambientali della documentazione digitale (rapporto di ricerca e

diffusione dei risultati); − Collaborazione con Federlegno Arredo per il Focus Group di progettazione per la partecipazione al bando

Industria 2015. Nell’ambito degli studi sullo sviluppo, sono state analizzate le reti di ricerca e innovazione nelle regioni europee. La vicinanza territoriale alle istituzioni nelle aree più avanzate risulta determinante per le conseguenze innovative. Sulla tematica del capitale umano si sono prodotti lavori per un progetto di ricerca IReR pubblicato nel 2008.

Risorse strumentali N.D.

Punti critici Mancanza di personale strutturato in relazione al volume di attività e consegunete ricorso a collaborazioni di giovani (dottorandi e dottorati) con scarsa speranza professionale all’interno del CNR. Necessità di utilizzazione dei fondi esterni di ricerca per remunerare i citati collaboratori, a fronte di risorse in continuo calo dal bilancio dell’Ente. Mancanza di meccamismi premianti per le capacità di sviluppo delle ricerca in presenza delle descritte condizioni avverse.

Collaborazioni Sono state sviluppate collaborazioni di ricerca, alcune di carattere pluriennale, con le seguenti istituzioni: APAT (Agenzia per la Protezione dell’Ambiente e i Servizi Tecnici, Roma); Federlegno-Arredo (Milano); IReR (Istituto Regionale di Ricerca della Lombardia) e Regione Lombardia; DISEIS Università Cattolica; DSE Università di Bologna; DEIT Università di Ferrara; Infocamere; Wavegroup; ETC/RWM (European Topic Center on Resource, Waste and Materials, Copenhagen); EEA (European Environmental Agency, Copenhagen).

Commento ad eventuali scostamenti tra le entrate previste e quelle realizzate nell’anno corrente Nessuno scostamento è emerso.


L’influsso del sentimento religioso nella formazione del senso identitario italiano tra i secoli XII e XVIII.

Descrizione generale Progetto: Memoria storica, valori, istituzioniTipologia di ricerca: Progetti relativi a linee tematiche a carattere strategicoIstituto esecutore: Istituto per la storia del pensiero filosofico e scientifico moderno Sede svolgimento attività: Sede di MilanoDip. di prevista afferenza: Identità CulturaleResponsabile indicato: FAES BARBARA Risultati conseguiti EDIZIONI CRITICHE: − “G. Maria della Croce, Rivelazioni lib. II e III”, Sismel 2007, coll. CNR, Sentimento religioso e identità

italiana 2 (Romagnoli); − “B. Battista da Varano, Il felice transito di B. Pietro da Mogliano” (Gattucci). LIBRI: − “Le parole della mistica. Problemi teorici e situazione storiografica per la composizione di un repertorio di

testi”, Sismel 2007, coll. CNR, Sentimento religioso e identità italiana 1 (Vermigli); − “Sola con Dio”, Sismel 2007, coll. CNR, Sentimento religioso e identità italiana 3 (Gagliardi); − “Motivi e figure della contemplazione nelle teologie medievali”, Sismel, 2007 (Faes). CATALOGHI: − “Giovanni Dominici da Firenze. Catalogo delle opere e dei mss.” (Romano). PRESENTAZIONE libri coll. CNR, Sentimento religioso e identità italiana 1,2,3 Milano casa Cultura (Faes, Santi). CONVEGNI: Il papato e i Normanni. Ariano Irpino Museo civico (Sismel in collaborazione con il Centro europeo di Studi Normanni).

Risorse strumentali Manoscritti, repertori, indici, inventari, cataloghi, e altri supporti cartacei; data base, motori di ricerca, apparecchiature informatiche e di digitalizzazione.

Punti critici È necessario rinnovare la Convenzione Sismel-CNR, perché ha durata annuale. La formazione nelle discipline ecdotiche e la realizzazione di lessici e repertori richiede un corso di alta formazione postdottorale per giovani ricercatori, così prefigurato: esiguo numero di lezioni frontali, messa a disposizione di ausili per la ricerca (tutor specialista, mezzi informatici e riproduzioni, tirocinio nelle redazioni di grandi opere scientifiche europee. Il corso si prevede annuale e costituito di tre cicli. L’acquisto di microfilm e altro materiale digitalizzato e digitalizzabile, l’esame autoptico del materiale in biblioteche e archivi sparsi in tutta Italia e all’estero, l’organizzazione del corso di alta formazione, incontri di verifica sul lavoro svolto e sulle strategie operative utilizzate, richiedono impegni finanziari adeguati e improcrastinabili.

Collaborazioni − Fondazione E. Franceschini, − Centre d’études de la Renaissance CNRS, Tours, − Université de Lausanne, − Université de Fribourg, − Pontificia Università Antonianum, − Editori di Quaracchi (Grottaferrata); − Università degli Studi di Milano, − Università degli Studi di Firenze, − Università degli Studi di Lecce, − Università degli Studi di Padova, − Università degli Studi di Napoli (Federico II), − Centro europeo di studi normanni, − Centro di judaica Goren-Goldstein, − CNR ILIESI.


Reti wireless integrate per accesso ad alta velocità

Descrizione generale Progetto: Apparati e Tecnologie per Reti TelematicheTipologia di ricerca: Progetti relativi a linee tematiche a carattere strategicoIstituto esecutore: Istituto di elettronica e di ingegneria dell’informazione e delle

telecomunicazioni Sede svolgimento attività: Sede di MilanoDip. di prevista afferenza: ICT Responsabile indicato: RAMPA VITTORIO Risultati conseguiti Nel corso del 2007 sono state portate a termine le seguenti attività: − estensione del simulatore software Matlab del sistema WiMAX-2004 con accesso OFDMA per la valutazione

delle prestazioni (copertura e capacità), sia in down-link che up-link, in scenari cellulari fortemente limitati da interferenza co-canale. Sono stati usati, modelli di canale SUI di tipo 2, 4;

− studio e valutazione di algoritmi di assegnazione adattativa delle risorse trasmissive RRM (Radio Resource Management) per ottimizzare le prestazioni nei sistemi OFDMA;

− messa a punto del miglior algoritmo turbo-LORD come compromesso complessità/prestazioni ed estensione del simulatore Matlab con l’introduzione di codificatore-decodificatore LDPC;

− sviluppo di un simulatore Matlab/C che realizza un decodificatore ML per turbo-codici con ingressi da canale BEC basato su due diversi algoritmi, utile per tecniche miste FEC-ARQ per livelli protocollari superiori a quello fisico;

− completamento e collaudo del test-bed MIMO in collaborazione con la società Wisytech; − ottimizzazione degli algoritmi di radio-localizzazione; − messa a punto della parametrizzazione del tracciatore 2D e di modelli di propagazione outdoor.

Risorse strumentali Per la messa a punto degli algoritmi sono stati utilizzati sia strumenti analitici che strumenti di simulazione sviluppati con linguaggi Matlab, LabVIEW, VHDL e C. Sono stati inoltre utilizzati, per ciò che riguarda le prove sperimentali, gli strumenti RF del Laboratorio di Compatibilità Elettromagnetica e del Laboratorio WisyLab del Dipartimento di Elettronica e Informazione del Politecnico di Milano con il quale esiste da tempo una convenzione.

Punti critici Sono stati evidenziati i seguenti problemi: lo sviluppo del front-end RF per sistemi MIMO ha subito rallentamenti dovuti a problemi di ingegnerizzazione e di testing per scarsità di personale allocata su questa attività. Per ciò che riguarda l’integrazione turbo-LORD/LDPC, sono emersi problemi legati alla sub-ottimalità del decodificatore iterativo utilizzato come decodificatore soft-out. Per i sistemi di radio-localizzazione, si è preferita l’ottimizzazione degli algoritmi di calcolo alla sperimentazione con dispositivi radio ZigBee per cercare di migliorare l’implementazione di tali algoritmi su architetture embedded che presentano forti limitazioni di risorse (sia di memoria che di capacità elaborativa). Sono stati rispettati tutti gli impegni presi relativamente alle collaborazioni e ai contratti in atto. La mancanza però di ulteriori risorse umane ha limitato la verifica dell’applicabilità dei risultati ai soli casi teorici e non ha permesso una verifica sperimentale.

Collaborazioni Nel corso del 2007 sono state portate avanti le collaborazioni con − DEI-Politecnico di Milano, − Siemens Mobile Communications ora Nokia Siemens Networks (NSN), − Alfautomazione S.p.A, − STM S.p.A., − Wisytech Srl.


Tecniche di interpretazione di dati telerilevati multidimensionali

Descrizione generale Progetto: Multimodal and Multidimensional content and MediaTipologia di ricerca: Progetti relativi a linee tematiche a carattere strategicoIstituto esecutore: Istituto per il rilevamento elettromagnetico dell’ambiente Sede svolgimento attività: Sede di MilanoDip. di prevista afferenza: ICT Responsabile indicato: RAMPINI ANNA Risultati conseguiti − Implementazione di modelli di scioglimento della neve basati sull’integrazione di dati satellitari; − Parziale realizzazione di un geo-servizio del progetto AWARE; − Implementazione del modelli SRM per il suo utilizzo on-line; − Implementazione di un algoritmo di interpolazione spaziale per la ricostruzione del land cover sotto le

nuvole; − Parziale creazione di una una infrastruttura di dati spaziali (SDI) tematica per la diffusione e l’accesso di

documenti relativi al territorio e del geo-portale di IDE-UNIVERS; − Pianificazione dell’attività di acquisizione di dati nell’ambito del progetto ALOS ; − Supporto allo studio dello stato nell’ambito del progetto Humboldt ; − Definizione di procedure per l’indicizzazione della forma di curve, per il data mining ‘basate

sull’applicazione di tecniche di clustering gerarchic, di tecniche di indicizzazione della forma per il filtering e il retrieval per contenuto . Definizione di un modello di fusione consensuale di dati multi sorgente;

− Costruzione di filtri basata su tecniche wavelet; − Definizione di automi per la letture e scrittura di siti web.

Risorse strumentali − Personal computer; − Sistemi di remote sensing image processing; − GIS.

Punti critici La continua evoluzione tecnologica nel campo del telerilevamento, non consentendo una definizione statica delle metodologie, rende necessario un continuo aggiornamento delle tecniche computazionali. La multidimensionalità dei dati costituisce comunque la maggiore criticità in quanto richiede un continuo sviluppo di metodologie in grado di consentire la manipolazione e l’interpretazione dei dati in presenza di eterogeneità, incompletezza, incertezza e disomogeneità.

Collaborazioni Oltre alle collaborazioni in atto nell’ambito dei progetti Europei sono in atto collaborazioni coi seguenti enti: − Università di Milano - Dipartimento di Informatica; − Università di Milano - Dipartimento di Scienze della Terra; − Comitato Glaciologico Italiano; − Università di Brescia – Dipartimento di Ingegneria; − Università di Milano – Dipartimento di Agraria; − Università di Bergamo, Dip. Ingegneria Informatica; − Petroceramics s.r.l., spin off dell’Università degli Studi di Milano; − Università di Lugano.


Modellizzazione di sistemi stocastici

Descrizione generale Progetto: Modellistica e Simulazione di Sistemi ComplessiTipologia di ricerca: Progetti relativi a linee tematiche a carattere strategicoIstituto esecutore: Istituto di matematica applicata e tecnologie informatiche Sede svolgimento attività: Sede di MilanoDip. di prevista afferenza: ICT Responsabile indicato: BETRÒ BRUNO Risultati conseguiti − Applicazione a dati di metapopolazione per la processionaria del pino di un indice statistico per valutare

strategie di ecosystem management e contributo all’individuazione di fattori ambientali favorevoli alla parassitizzazione delle uova.

− Caratterizzazione delle variazioni climatiche in Ogliastra (Sardegna) negli anni ‘51-’99 in termini di trend in frequenza e intensità di eventi estremi.

− Definizione di condizioni per una buona leggibilità di pagine Web a colori. − Contributo alla valutazione di validità degli esperimenti sul Web per problemi di visione del colore. − Contributo all’individuazione di metodi per determinare automaticamente l’orientamento di fotografie

digitali. − Rassegna di metodi di verifica dell’usabilità di pagine Web, combinando modelli stocastici ed empirici ed

applicandoli a dati reali. − Estensione di tecniche già usate per la sola combinazione di opinioni parziali ed incomplete. − Definizione di mappe di probabilità di accadimento di terremoti. − Metodo di stima per funzioni di mortalità per popolazioni strutturate, applicato alla mosca dell’olivo. − Modello per la dinamica di popolazioni strutturate con variabilità stocastica, applicato ad una popolazione

di copepodi.

Risorse strumentali − Server HP Proliant DL 385 2 processori Opteron Dual Core; − Server Windows biprocessore; − PC.

Punti critici Metodi per la combinazione di opinioni e di preferenze incomplete ed incompatibili non ancora verificati in effettivi processi partecipativi e decisionali. Difficoltà nella raccolta dati. Errori di misurazione. Mancanza di alcuni dati.

Collaborazioni − HP Lab, Palo Alto, USA. − Xerox Imaging and Services Technology Center, NY, USA. − Academy of Sciences, Bulgaria. − Universidad Rey Juan Carlos, Madrid. − Georgia Tech, Atlanta, USA. − UCSC, Santa Cruz, USA. − Manchester Business School, UK. − UTIA, Praga. − University of Bristol, UK. − Universidad de Extremadura, Spagna. − CNR-IRPI, Cosenza. − CNR-ITC, Milano. − INGV, Sezioni di Roma e Milano-Pavia. − S.A.R. Sardegna. − Politecnico di Milano. − Università Bocconi. − Università di Firenze. − Università di Siena. − Università di Torino. − Istituto di Entomologia Agraria, Università degli Studi di Milano.


− DISCo, Università Bicocca, Milano. − ENEA - La Spezia. − Università Mediterranea di Reggio Calabria.


Simulazioni Molecolari di Sistemi Biologici

Descrizione generale Progetto: BioinformaticaTipologia di ricerca: Progetti relativi a linee tematiche a carattere strategicoIstituto esecutore: Istituto di chimica del riconoscimento molecolareSede svolgimento attività: Sede principale IstitutoDip. di prevista afferenza: ICT Responsabile indicato: COLOMBO GIORGIO Risultati conseguiti Nell’ambito del progetto i risultati sono stati: − lo sviluppo di un nuovo algoritmo generale per la previsione della struttura e dei meccanismi di folding di

proteine a partire da informazione di sequenza. In particolare ci si è concentrati sulla riproduzione corretta di strutture beta-sheet;

− sviluppo e applicazione di metodi di profiling delle interazioni determinanti nel riconoscimento di ligandi in proteine a struttura nota, tenendo explicitamente conto della flessibilità del recettore e del ligando;

− traduzione delle informazioni precedenti in modelli di farmacofori e loro uso nello screening di librerie di piccole molecole;

− individuazione di nuove molecole antitumorali. Inibitori di Hsp90 e di processi angiogenetici; − unificazione dei concetti di folding-misfolding e local-remodeling in proteine coinvolte in particolari vie

metaboliche.

Risorse strumentali Si sono utilizzate: − risorse di calcole interne: Cluster di computer 30 processori circa; − accesso a super computing centres (Deisa, Cilea, Cineca) con tempo macchina acquistato su grants esterni.

Punti critici Il punto critico fondamentale è la mancanza di personale finanziato dal CNR specificamente su questo progetto. La mancanza di massa critica è un punto molto critico per lo svolgimento del progetto e il conseguimento dei risultati.

Collaborazioni − Gennady M. Verkhivker, University of California at San Diego (USA); − Dario Altieri, University of Massachussets Medical School; − EOS milano, spa sviluppo di nuovi farmaci antitumorali; − Giulia Taraboletti, Istituto Negri Bergamo.


Informatica medica

Descrizione generale Progetto: BioinformaticaTipologia di ricerca: Progetti di sviluppo competenzeIstituto esecutore: Istituto di tecnologie biomedicheSede svolgimento attività: Sede principale IstitutoDip. di prevista afferenza: ICT Responsabile indicato: RICCI FABRIZIO Risultati conseguiti Gli studi sul processo delle sperimentazioni cliniche hanno portato alla definizione di un progetto, finanziato dal Ministero della Salute, per la realizzazione di un sistema informativo che supporti il processo di sperimentazioni cliniche su dispositivi medici (progetto MEDIS). Nell’ambito di tale progetto, che ha avuto formale inizio il 1 ottobre 2007, sono state analizzate tra l’altro: la normativa italiana ed europea, i principali attori, i processi interni ed esterni della procedura di notifica e le attuali criticità del processo.


Punti critici N.D.

Collaborazioni − CNR-ITB; − Ministero Salute; − ISPESL; − Università: LUISS, Campus Biomedico; − Regione Basilicata; − CDISC .


Bio-ICT Bioinformatica e Modellistica Molecolare

Descrizione generale Progetto: BioinformaticaTipologia di ricerca: Progetti relativi a linee tematiche a carattere strategicoIstituto esecutore: Istituto di tecnologie biomedicheSede svolgimento attività: Sede principale IstitutoDip. di prevista afferenza: ICT Responsabile indicato: ROVIDA ERMANNA Risultati conseguiti I risultati ottenuti in quest’ultimo anno nella commessa possono essere così schematizzati: − Sono state messe a punto di metodologie high-throughput che sfruttano tecnologie computazionali ad alte

prestazioni (incluse le piattaforme GRID)per il docking molecolare e per l’analisi massiva dei dati. − Le metodologie di cui sopra sono state applicate a studi di screening su larga scala di librerie di ligandi con attività

farmacologica sulle neuraminidasi del virus dell’influenza aviaria (contesto progetto europeo EGEEII). − È stato portato a termine uno studio di modelling ed interpretazione strutturale tramite analisi

computazionale di mutanti naturali, coinvolti in patologie coagulatorie, della proteina C umana. − Sviluppo di database e interfacce web:

Procmd: una banca dati per le varianti della Proteina C. (www.itb.cnr.it/procmd). − Bancadati per lo studio di domini funzionali in proteine del ciclo cellulare. (www.itb.cnr.it/cellcycle). − Per la caratterizzazione funzionale del gene SEL1L si è osservata la specifica implicazione di SE1L nella

degradazione delle catene Ig-mu orfane e la sua modulazione durante la differenziazione terminale delle cellule B.

Risorse strumentali − Piattaforma informatica ad alta prestazione (280 core AMD, high speed) installata presso CILEA - Segrate (Mi); − Cluster linux 9 nodi dual core AMD; − Workstations Silicon Graphics O2 e Octane dedicate alla grafica molecolare e docking.

Punti critici Per lo screening su larga scala di librerie di ligandi, è necessario sviluppare tecniche di ranking dei risultati e metodi di ‘refinement’ dei dati allo scopo di valutare con accuratezza l’affinità proteina-ligando. Tale obiettivo richiede l’integrazione di competenze chimico-biologiche e computazionali che possono essere raggiunte con l’implementazione di risorse tecniche e l’inserimento di personale con specifiche competenze e con un impegno a lungo respiro.

Collaborazioni − Università di Milano – Dipartimento di Scienze e Tecnologie Biomediche; − Università di Milano- Unità di Ematologia e Trombosi – Ospedale San Paolo; − Università di Milano Bicocca – Dipartimento di Scienze dell’Ambiente e del Territorio; − CERN (Geneva - Switzerland); − INFN – Italia; − DKFZ (Germania); − CISI (milano); − Università di Genova –DIST (Genova); − CNRS (Centre National de la Recherche Scientifique) – Francia; − Università di Cagliari; − Parco Tecnologico Padano; − Università di Camerino; − Eurotech S.p.A.; − CEINGE (Napoli); − Ercim “Biomedical Informatics” (France); − Istituto Nazionale per la Ricerca sul Cancro (Genova); − CILEA (Segrate); − San Raffaele Scientific Park (DIBIT); − Leiden University Medical Center; − Whitehead Institure Cambridge.


Bioenergetica e Biologia molecolare delle piante

Descrizione generale Progetto: Biofisica e Soft MatterTipologia di ricerca: Progetti di sviluppo competenzeIstituto esecutore: Istituto di biofisicaSede svolgimento attività: Sede di MilanoDip. di prevista afferenza: Materiali e DispositiviResponsabile indicato: ZUCCHELLI GIUSEPPE Risultati conseguiti Le deformazioni delle clorofille indotte dalla proteina modulano l’energia della transizione elettronica: la forma di energia minore nell’antenna del fotosistemaII (PSII) è generata da deformazioni su alcuni modi normali. Complessi clorofilla-proteina ricostituiti in vitro in presenza ed assenza di mutazioni. Caratterizzazione del trasferimento di energia nel “core” fotoattivo di PSII. L’attivazione della fotosintesi in microalghe adattate al buio richiede O2 e ATP fornito dall’attività respiratoria dei mitocondri. Proprietà spettroscopiche dei carotenoidi di PSI. Cristallo della proteina Kcv con tag di 28aa. Espressione di una Ca-ATPasi di origine virale. Vettore plasmidico con aumentata efficienza di trasformazione. Analisi di geni delle cicline con correlazione dell’espressione genica. L’eparina lega la Ca-ATPasi e la attiva con un meccanismo simile alla calmodulina. La tossina FC aumenta il contenuto di ROS in cellule per rilascio di un inibitore della catalasi. La fratassina, proteina mitocondriale coinvolta nell’omeostasi ferrica, è essenziale per la vitalità dell’embrione di A. thaliana. Clonazione di un gene coinvolto nello sviluppo di Streptocarpus rexii.

Risorse strumentali − Spettrofluorimetro CCD per misure in temperatura (4-300K); − fluorimetro risolto in tempo; − dicroismo circolare; − Gel-elettroforesi; − incubatore computerizzato per crescita; − ultracentrifughe; − microscopio a fluorescenza; − ossigrafo; − acquisitore ed analizzatore di immagini per gel; − software di analisi dedicati.

Punti critici Gli obiettivi prefissati dal progetto sono stati raggiunti senza che siano emersi punti critici inaspettati. Lo sviluppo di progetti significativi all’interno della comunità scientifica internazionale di riferimento richiede, oltre allo sviluppo di nuove competenze, uno sviluppo parallelo di capacità tecniche che consentano indagini di avanguardia. Il mancato rinnovo delle strumentazioni, unito ad una diminuzione delle risorse e dell’apporto di nuove forze dotate di competenze innovative condurrà, inevitabilmente ed in tempi brevi, ad un restringimento dell’orizzonte conoscitivo accessibile ed all’inaridimento delle capacità attualmente disponibili.

Collaborazioni − Università di Verona; − Università di Aix-Marseille II; − CEA Saclay; − Vrije Universiteit Amsterdam; − IBP-CNRS Paris; − Queen Mary and Westfield College London; − University of Goettingen, Germany; − University of Nebraska, Lincoln, USA; − University of California San Francisco, USA; − TU-Darmstadt, Germany; − University of York, England; − Royal Vet. & Agr. University, Denmark; − Wageningen University, The Netherlands; − Fudan University, Shanghai RPC; − Institute of Biotechnology, University of Cambridge, Tennis Court Road, Cambridge CB2 1QT, UK;


− School of Biological Sciences, Royal Holloway, University of London, Egham, Surrey, TW20 0EX, UK. − Dip. Scienze Biomolecolari e Biotecnologie UNIMI, − Dip. Chimica Organica e Industriale UNIMI.


Generazione di radiazione X ultrabeve “soft e hard” e di impulsi ad attosecondi: sistemi “table-top” per analisi avanzata dei materiali

Descrizione generale Progetto: Ottica, Fotonica e PlasmiTipologia di ricerca: Progetti relativi a linee tematiche a carattere strategicoIstituto esecutore: Centro di responsabilità scientifica INFMSede svolgimento attività: CRS ULTRAS Dip. di prevista afferenza: Materiali e DispositiviResponsabile indicato: DE SILVESTRI SANDRO Risultati conseguiti − È stata misurata l’efficienza di trasmissione (sino al 18%) di impulsi X-UV, prodotti mediante generazione di

armoniche di ordine elevato in gas nobili, in uscita ad un monocromatore del tipo “time invariant”. − Sono stati generati impulsi ad attosecondi isolati mediante la tecnica di “polarization gating”. La loro

caratterizzazione temporale è stata effettuata mediante cross-correlazione con impulsi da 5 fs nell’IR, ottenendo una durata record di 130 as.

− Sono state realizzate tecniche passive per la stabilizzazione della fase assoluta di impulsi di pochi cicli, basate su effetti ottici non-lineari di tipo parametrici. In particolare, sono stai generati impulsi a 1.5 micron con energie di 300 microjoule.

− È stata caratterizzata l’emissione di raggi X duri da bersagli solidi, quali: alluminio, ferro, teflon e nylon,ottenuti focalizzando impulsi da una sorgente a Titanio in zaffiro a femtosecondi di 2 terawatt.

− Sono state sperimentate tecniche di imaging in trasmissione mediante impulsi ultrabrevi a raggi X e rivelatori a centri di colore: applicazione alla caratterizzazione di film sottili di poche decine di nanometri.

Risorse strumentali − Sistema laser a femtosecondi (oscillatore + amplificatore e compressore) a Titanio in Zaffiro (durata 25 fs,

energia 1 mJ e frequenza di ripetizione 1 kHz) con stabilizzazione attiva della fase; − Due linee di amplificazione in parallelo a 30 fs, 2 mJ e 1 KHz; − Sistema di compressione degli impulsi mediante fibra cava e chirped mirrors: 5 fs, 250 microjoule, 1 kHz; − Camera di generazione di armoniche di ordine elevato e spettrometro XUV a campo piatto; − Sistema laser a femtosecondi (oscillatore+amplificatore e compressore) a Titanio in Zaffiro (durata 45 fs, 2

mJ, 1 kHz); − Sistema laser al terawatt a Titanio in Zaffiro: 60 fs, 120 mJ, 10 Hz; − Camera di interazione e spettrometro per raggi X da plasma generato da laser; − Analizzatore ottico di spettro; − Spettrometro “Time invariant”.

Punti critici Le attività in oggetto coprono diversi settori che richiedono lo sviluppo e l’utilizzo di tecnologie di frontiera e pertanto presentano alcuni elementi di criticità come ad esempio: − sviluppo di sorgenti laser di pompa con caratteristiche estreme; − ottiche XUV ad elevata efficienza e a larga banda; − manipolazione di impulsi X ultrabrevi e sviluppo delle relative tecniche di misura; − tecniche di generazione controllata di impulsi ad atto secondi. Le condizioni di fattibilità sono legate essenzialmente ad un adeguato supporto finanziario e alle collaborazioni con gruppi esperti nei settori complementari.

Collaborazioni − CRS-Coherentia e IMIP-CNR: tecniche di misura della durata degli impulsi X soft; − MISDC of VNIIFTRI, Mendeleevo Moscow Region (Russia), Prof. A. Faenov “Generation of X rays from laser

produced plasma”; − LR-LUXOR: progettazione e sviluppo di ottiche XUV, spettrometri e camere di interazione per raggi X . Collaborazioni nell’ambito di progetti finanziati dalla Comunità Europea − Network europei “Ultrashort X-UV pulses for time resolved nonlinear applications” (XTRA) c.n. MRTN-CT-

2003-505138, che comprende 14 tra Università e Centri di ricerca europei con l’aggiunta di due gruppi in Canada e negli USA.

Il CRS-ULTRAS è parte del “Centre for Ultrafast Science and Biomedical Optics (CUSBO)”, una facility riconosciuta dall’Unione Europea appartenente al network LASERLAB-EUROPE nell’ambito dell’azione


“Integrated Initiative Infrastructures” (I3) del VI Programma quadro.

Commento ad eventuali scostamenti tra le entrate previste e quelle realizzate nell’anno corrente Non ci sono scostamenti di rilievo.


Fotonica ultrabreve dall’infrarosso al EUV: applicazioni a materiali e dispositivi per ICT, magnetismo, biomedicina e nanoscienze

Descrizione generale Progetto: Ottica, Fotonica e PlasmiTipologia di ricerca: Progetti relativi a linee tematiche a carattere strategicoIstituto esecutore: Centro di responsabilità scientifica INFMSede svolgimento attività: CRS ULTRAS Dip. di prevista afferenza: Materiali e DispositiviResponsabile indicato: CUBEDDU RINALDO Risultati conseguiti − Sono stati sviluppati amplificatori ottici parametrici per la generazione di impulsi di pochi cicli ottici nel

vicino (1-2 micron) e medio (3-5 micron)infrarosso, per applicazioni alla spettroscopia dei materiali. − È stato sviluppato un microscopio SNOM accoppiato con impulsi a femtosecondi in luce bianca (fibra

microstrutturata) per spettroscopia di singole nanostrutture metalliche. − Sono state effettuate le prime misure di pump-probe, in letteratura su film sottili di carbonio amorfo

tetraedrico relative alla dinamica di rilassamento elettronico; è proseguita l’attività di ricerca sui film magnetici con tecniche magneottiche e di fotoemissione.

− Èstata misurata la dinamica della transizione isolante-metallo in materiali fortemente correlati; è proseguita l’attivita di spettroscopia su nanotubi di carbonio e carotenoidi.

− Sviluppo di sistemi in luce bianca a femtosecondi per misure delle proprietà ottiche in vivo: mammografia ottica e monitoraggio delle attività funzionali.

− È stata sviluppata una tecnica di pump-probe con l’acquisizione in tempo reale dell’intera curva di decadimento per misure in single shot su campioni degradabili.

Risorse strumentali − Sistema di “pump-probe” con due amplificatori parametrici accordabili; − Oscillatore a femtosecondi a Titanio in Zaffiro a cavità allungata (26 MHz di frequenza di ripetizione)

accoppiato ad un sistema SNOM; − Sistema ottico a larga banda ad impulsi a femtoseocndi con fibra a “cristalli fotonici”; − Sistema laser a Titanio in Zaffiro (Oscillatore+amplificatore): 120 fs, 0.7 mJ, 1kHz; − Sistema per Low Energy Electron Diffraction (LEED); − Spettrometro a tempo di volo (TOF)per misure di fotoemissione risolte in tempo; − Telecamera CCD gated a picosecondi; − Evaporatore in alto vuoto per metallizzazioni; − Criostato a ciclo chiuso; − Analizzatore ottico di spettro al kHz.

Punti critici Le attività in oggetto coprono diversi settori che richiedono lo sviluppo e l’utilizzo di tecnologie di frontiera e pertanto presentano alcuni elementi di criticità come ad esempio: − sviluppo di sistemi laser con caratteristiche estreme con accordabilità su ampi intervalli spettrali; − realizzione di misure di fotoemissione risolte in tempo sulla scale dei femtosecondi; − gestione di sistemi a scansione nanometrici (basso segnale, fragilità. ecc.); − sviluppo di tecniche diagnostiche di dispositivi o sistemi con funzionalità complessa, come in biomedicina. Le condizioni di fattibilità sono legate essenzialmente ad un adeguato supporto finanziario e alle collaborazioni con gruppi esperti nei settori complementari.

Collaborazioni − CRS-NNL laser a polimeri; − Lund Laser Center (Lund: imaging in mezzi diffondenti; − Fordham Univ. (New York) e IBF-CNR (Pisa): microscopia di interesse biologico; − PTB (Berlino): tecniche di ossimetria; − Università di Pisa: tecniche di microscopia a scansione in campo prossimo (SNOM); − Università di Oxford (UK): spettroscopia di materiali fortemente correlati; − Max-Born Institute (Berlino, Germania): sviluppo di amplificatori parametrici ad alta energia; − University of California (Berkeley): Dinamica ultraveloce di rodopsina; − ESRF e ELETTRA: analisi di materiali magnetici con luce di sincrotrone;


− Università di Goettingen (Germania): preparazione film di carbonio. Comunità Europea: programma “Integrated Initiative Infrastrcture” (I3), collaborazioni nell’ambito dell’I3 LASERLAB-Europe.

Commento ad eventuali scostamenti tra le entrate previste e quelle realizzate nell’anno corrente Non ci sono stati scostamenti di rilievo.


Dispositivi e sistemi fotonici per telecomunicazioni, biomedicina, ambiente e beni culturali

Descrizione generale Progetto: Ottica, Fotonica e PlasmiTipologia di ricerca: Progetti relativi a linee tematiche a carattere strategicoIstituto esecutore: Istituto di fotonica e nanotecnologieSede svolgimento attività: Sede di MilanoDip. di prevista afferenza: Materiali e DispositiviResponsabile indicato: GALZERANO GIANLUCA Risultati conseguiti I risultati più significativi sono: − dimostrazione del fenomeno della distruzione coerente del tunneling in una coppia di guide d’onda;

dimostrazione del trasferimento adiabatico di luce in array di guide d’onda; − realizzazione di un sensore di deformazione basato su un reticolo di Bragg con salto di fase; − sintesi di un reticolo di Bragg per demodulazione di segnali DPSK; − effetti non lineari in guide scritte mediante laser a femtosecondi su niobato di litio e vetro calcogenuro; − interfacciamento di guide d’onda con canali microfluidici mediante laser a femtosecondi; − realizzazione di laser a stato solido con ampia banda di emissione nel vicino infrarosso; − dimostrazione di una nuova tecnica di imaging basata su una distanza sorgente-rivelatore nulla; − applicazione della tecnica di riflettanza risolta nel dominio del tempo per determinare la maturità delle

nettarine; − sviluppo di un sistema multispettrale per immagini; − realizzazione di fibre plastiche drogate con vari polimeri ed oligomeri; − misura del decadimento dei polaritoni in semiconduttori organici; − rivelatori SPAD a basso rumore ed array monolitici di SPAD.

Risorse strumentali − Sistema di scrittura continua di reticoli di Bragg con laser ad Argon duplicato in frequenza (244 nm) a

controllo interferometrico. − Sistema Laser a Ti:zaffiro amplificato a 780 nm, 140 fs, 1 mJ, 1 kHz. − Sistema di litografia elettronica Leica, EBPG 5HR. − Sistemi di litografia ottica Karl Suss contact mask-aligner MA150 e EV-420 contact mask-aligner (per

esposizioni si doppia faccia). In convenzione con il Dipartimento di Fisica del Politecnico di Milano − Sistema Laser a Yb cavity-dumped a 1030 nm, 300 fs, 1μJ, 0.1-1MHz; − Sistema di fabbricazione di guide d’onda per scambio ionico/protonico; − Sistema di caratterizzazione lineare e non lineare di guide d’onda; − Sistema di pig-tailing di guide d’onda dielettriche.

Punti critici I punti critici dell’attività di ricerca sono maggiormente connessi allo sviluppo di nuovi materiali e tecnologie per la fabbricazione di dispositivi fotonici avanzati. Pertanto la fattibilità degli obiettivi della ricerca è principalmente legata alla disponibilità di personale qualificato, di strumentazione e di adeguati finanziamenti. In tal senso, il finanziamento ordinario della commessa risulta inadeguato.

Collaborazioni − Universidad Autonoma de Madrid (ES), J. Aracil (Nonlinear dynamics in optically gain-stabilized amplifiers); − University of Cambridge (UK) A. C. Ferrari (Near-infrared mode-locked lasers); − University of Hannover, (D), U. Morgner (High-energy pulse generation in the near infrared spectral region); − Heriot Watt University (UK) K. Ajoy (Femtosecond laser inscription); − Agrotechnology & Food Science Group, Wageningen (NL): L.M.M. Tijskens (Assessing harvest maturity in

nectarines); − Princeton Lightwave Inc (USA) M. A. Itzler, (Single photon avalanche diodes for 1.5 ¦Ìm); − MPD Micro-Photon-Devices (USA), A. Giudice (High-rate photon counting and picosecond timing with Si-

SPAD based compact detector modules); − Imperial College London (UK), D. D. C. Bradley (Organic LEDs and lasers); − University of Sheffield (UK), D. G. L. Lidzey (Organic microcavities);


− INOA-CNR, Firenze, P. De Natale (Sensori in fibra ottica); − Università di Pisa, M. Tonelli (Laser a stato solido nel vicino infrarosso); − Seconda Università di Napoli, L. Gianfrani (Spettroscopia ad elevata risoluzione); − Università di Brescia e Padova, F. Baronio e A. Capobianco (Controllo spettrale e temporale).

Commento ad eventuali scostamenti tra le entrate previste e quelle realizzate nell’anno corrente Si è registrata una riduzione maggiore del 30% rispetto a quanto era stato previsto nella gestione preliminare.


Materiali, processi, e tecniche analitiche per la realizzazione di dispositivi innovativi con funzionalità logiche o di memoria non volatile integrabili su Silicio

Descrizione generale Progetto: Microelettronica, Sensori e MicrosistemiTipologia di ricerca: Progetti relativi a linee tematiche a carattere strategicoIstituto esecutore: Centro di responsabilità scientifica INFMSede svolgimento attività: LABORATORIO MDMDip. di prevista afferenza: Materiali e DispositiviResponsabile indicato: FANCIULLI MARCO Risultati conseguiti 1) Deposizione mediante ALD di Al2O3, HfO2, ossidi binari e ternari di terre rare su Si, s-Si, Ge e GaAs.

Crescita mediante MBE di Gd2O3 epitassiale su Ge e preparazione in UHV della superficie di GaAs e InGaAs. Caratterizzazione chimica/strutturale ed elettrica dei films, dell’interfaccia ossido/metallo, studio dei difetti e dell’allinemento delle bande all’interfaccia ossido/semiconduttore. Calcolo teorico delle proprietà dieletriche di La2O3 e dell’allineamento delle bande per La2O3/Si.

2) Sintesi di nanocristalli di oro in ossidi isolanti. 3) Installazione di un sistema MOCVD per la crescita di calcogenuri. Crescita e caratterizzazione di

GexSbyTez. 4) Sviluppo di strutture metallo-ossido (NiO, TiO2, Nb2O5) –metallo. 5) Deposizione mediante ALD di materiali magnetici, studio delle interfaccie ossido/Fe, realizzazione di MTJ. 6) Caratterizzazione di strutture EOS basate su TiO2. 7) Determinazione della stabilità termica di strati WN e di ternari basati su Ti e del sistema isolante/barriera

in presenza di dielettrici. 8) Realizzazione di transistor a canale n mediante PCBM. 9) Realizzazione di giunzioni basate su Ag/ZnO/Al e su Au/P3HT/Al; definizione dei processi per strutture

cross-bar.

Risorse strumentali − Crescita di film sottili (MBE, ALD, Evaporazione termica e da fascio elettronico, MOCVD). − Processo (Fotolitografia, deposizione di metalli, forni per riscaldamenti in ambiente controllato, cappe

chimiche, strumentazione varia in camera pulita). − Caratterizzazione morfologica e strutturale: AFM, STM, XRD/XRR, SE, FT-IR, SEM. − Caratterizzazione fisico-chimica: micro-Raman, FT-IR, SE, EPR, EDMR, XPS, LEIS, ToF-SIMS, TXRF. − Caratterizzazione elettrica e funzionale: C-V, I-V, DLTS, IETS, IPE, 3omega.

Punti critici Risorse umane non sufficienti per le attività di ricerca da svolgere e per il cofinanziamento di progetti Europei che con successo sono stati acquisiti. Spazi limitati per l’installazione appropriata di strumentazione acquisita.

Collaborazioni Nazionali: − STMicroelectronics; − Politecnico di Milano; − Università di Bologna; − Università di Milano Bicocca; − Università di Milano; − Politecnico di Torino; − Università di Brescia; − Università di Cagliari; − IUNET- Consorzio Nazionale Interuniversitario per la Nanoelettronica (Italy). Internazionali: − IBM (Zurigo); − NCSR (Atene); − MEPHI (Mosca); IMEC (Leuven); − Max-Planck-Institute for Biochemistry (Martinsried); − TU-Clausthal; − Bruker BioSpin (Rheinstetten);


− CNRS – CEMES (Toulouse); − RWTH (Aachen, Germany); − CNRS-L2MP (Toulon, France); − University of Aarhus, Denmark; − CNRS – PHASE (Strasbourg), − FZR, Institute for Ion Beam Physics and Materials Research, (Dresden), − CERN – ISOLDE (Geneva), − Institute of Organometallic Chemistry of the Russian Academy of Sciences (Nizhny Novgorod), − Boston University (Boston), − STM (Crolles), − CEA LETI (Grenoble), − Vilnius University (Lithuania), − CSIC (Madrid).

Commento ad eventuali scostamenti tra le entrate previste e quelle realizzate nell’anno corrente Nell’annno 2007 sono stati attivi – in relazione alla commessa – 5 progetti internazionali (FP6), quattro nazionali (FIRB, 3 Cariplo) e due industriali (ST, IMC/INTEL). Tutte le proposte di progetti hanno avuto esito positivo e diversi progetti europei hanno avuto valutazioni eccellenti.


Qubit a base di silicio o SiGe e studio di gas elettronici bidimensionali in dispositivi nanoelettronici

Descrizione generale Progetto: Nanoscienze e nanotecnologieTipologia di ricerca: Progetti relativi a linee tematiche a carattere strategicoIstituto esecutore: Centro di responsabilità scientifica INFMSede svolgimento attività: LABORATORIO MDMDip. di prevista afferenza: Materiali e DispositiviResponsabile indicato: FANCIULLI MARCO Risultati conseguiti − Calcolo energia dei livelli shallow di nanocristalli di Si in funzione del raggio. − Comprensione dal punto di vista teorico delle proprietà dei donori (P) in silicio sottoposto a campi elettrici

ed a stress ed in nano strutture. − Realizzazione di fili nanometrici su substrati SOI e loro drogaggio. − Realizzazione di nanoc ristalli di silicio drogati . − Determinazione dei tempi di coerenza di droganti shallow in silicio. − Studio delle proprietà di magnetotrasporto in MOSFETs e memorie non volatili ultrascalate basati su silicio. − Caratterizzazione del rumore telegrafico in MOSFET scalati in condizioni di basse T, alti campi magnetici ed

in presenza di microonde. − Realizzazione e caratterizzazione di un micro-ring per misure EPR. − Sono stati realizzati metamateriali microstrutturati operanti a frequenze comprese tra 30 GHz e 40 GHz. − Comprensione teorica dei meccanismi microscopici responsanbili del magnetismo a temperatura ambiente

di impurezze di Fe diluite in ZnO. − Caratterizzazione sperimentale delle impurezze magnetiche in ZnO. − Realizzazione di nanoparticelle di oro su ossido di silicio e loro caratterizzazione con tecniche di

microscopia a sonda a contrasto elettrico.

Risorse strumentali − Evaporazione termica e da fascio elettronico. − Processo (fotolitografia, litografia a fascio elettronico, deposizione di metalli, forni per riscaldamenti in

ambiente controllato, drogaggio per diffisione, strumentazione varia in camera pulita). − Caratterizzazione morfologica e strutturale: AFM, STM, XRD/XRR, SE, FT-IR, SEM. − Caratterizzazione fisico-chimica: micro-Raman, FT-IR, XPS, ToF-SIMS. − Caratterizzazione elettrica e funzionale: EPR, EDMR, SDT, C-V, I-V, Rumore, Magnetotrasporto, IETS,

utilizzo del sistema criomagnetico a 12 T e 300 mK e degli spettrometri EPR in banda X ed in Banda Q, strumentazione per microonde.

− 6 nodi di un cluster di 32 E4-InfiniNode (2 CPU AMD Opteron 250, 4 GB di RAM) presso il CASPUR.

Punti critici − Scientifici: la difficoltà a realizzare depositi uniformi e la veloce deperibilità in aria delle molecole

fluorescenti ha impedito per ora la caratterizzazione completa del sistema molecole-nanoparticelle. − Risorse: risorse umane non sufficienti per le attività di ricerca da svolgere e per il cofinanziamento di

progetti Europei e nazionali.

Collaborazioni − Nazionali: Università di Milano Bicocca, Università di Pisa, Università di Pavia, STMicroelectronics (Agrate

and Catania). − Internazionali: CEMES – CNRS (Tolosa), Boston University (Boston), MEPHI (Mosca), University of Delft,

CEA-Grenoble, Cambridge Hitachi (UK), CERN-ISOLDE.

Commento ad eventuali scostamenti tra le entrate previste e quelle realizzate nell’anno corrente Nel 2007 è stato attivo un progetto nazionale e sono state preparate proposte per le chiamate in FP7 e per bandi regionali (CARIPLO).


Cardiopolmonare

Descrizione generale Progetto: Malattie CardiopolmonariTipologia di ricerca: Progetti relativi a linee tematiche a carattere strategicoIstituto esecutore: Istituto di bioimmagini e fisiologia molecolareSede svolgimento attività: Sede principale IstitutoDip. di prevista afferenza: Medicina Responsabile indicato: MARCONI CLAUDIO Risultati conseguiti Si ritiene importante sottolineare che alcuni progetti realizzati nell’ambito del modulo hanno progressivamente assunto una notevole consistenza ed rilevanza anche sul piano clinico. Lo studio riguardante l’identificazione delle funzioni delle diverse isoforme della Mioglobina, con particolare attenzione alla attività di scavenger di NO, è inserito in un progetto di più ampio respiro parzialmente finanziato con fondi ministeriali (PRIN). Lo studio sui pazienti con mitocondriopatie, che tra l’altro è stato riconosciuto meritevole di un finanziamento a parte, è stato scorporato dal modulo. Inoltre, i risultati dei primi studi pilota sugli adattamenti all’immersione profonda in apnea e con autorespiratore fanno sperare nella possibilità di ridurre l’incidenza della microembolia gassosa nei subacquei e di poter arrivare a formulare nuovi algoritmi per stabilire in modo ragionato nuove tabelle di decompressione. Per questa ragione questo tema è stato identificato come modulo a parte nell’ambito della Commessa. Risorse strumentali N.D.

Punti critici N.D.

Collaborazioni N.D.


Farmacologia Cellulare e Molecolare delle Cellule Nervose

Descrizione generale Progetto: Neuroscienze: basi molecolari ed applicazioni chimiche Tipologia di ricerca: Progetti di sviluppo competenzeIstituto esecutore: Istituto di neuroscienzeSede svolgimento attività: Sede di MilanoDip. di prevista afferenza: Medicina Responsabile indicato: GOTTI CECILIA Risultati conseguiti − Identificato i recettori nicotinici presenti nelle via abenulo -interpeduncolare e i recettori purinergici

metabotropici in colture di trigemino. − Dimostrato che la diversa sensibilità dei neuroni GABAergici e glutamatergici alla tossina botulinica A,

dipende dalla diversa espressione della proteina SNAP-25. − Dimostrato una segnalazione bidirezionale tra le cellule di Schwann e neuroni vestibolari. − Dimostrato che la subunità GluR2 del recettore AMPA regola la formazione delle spine dendritiche

mediante l’interazione con N-caderina. − Identificato 57 proteine che vengono modificate dall’attività sinaptica e regolano la funzionalità neuronale e

la morfologia delle spine dendritiche. − Conseguito nuove informazioni sull’organizzazione molecolare dei microdomini di membrana presenti nei

terminali sinaptici. − Individuato una nuova funzione dell’NO nella migrazione cellulare. − Caratterizzato una nuova via di inserzione di proteine di membrana e la via di inserzione di una proteina del

reticolo endoplasmatico legata a una forma di SLA familiare. − Identificato un inibitore del recettore IL-8/CXCL8 che migliora il deficit neurologico e riduce

l’infiammazione in un modello animale.

Risorse strumentali − MICROSCOPIA: microtomo, microscopio elettronico, a trasmissione, confocale e a fluorescenza. − Un sistema di videomicroscopia in time lapse e un sistema di imaging per la misurazione dei livelli di calcio

intracellulare. − Acquisito quest’anno con un finanziamento della fondazione MONZINO un nuovo microscopio confocale

AxioverT (Zeiss) 200M corredato del modulo di scansione. − BIOLOGIA MOLECOLARE: apparati per elettroforesi orizzontale e verticale, bagnetti agitanti termostatati,

apparato per microiniezione, 2 apparecchi PCR, luminometro, elettroporatore BioRAD, sistema per acquisizione ed analisi immagini di campioni radioattivi e fluorescenti.

− BIOCHIMICA DELLE PROTEINE e PROTEOMICA: spettrofotometro, bagni refrigerati, apparati per SDS-PAGE, isoelettrofocalizzazione e western blotting, sistema per acquisizione ed analisi immagini di campioni chemiluminescenti e fluorescenti, sistema per acquisizione ed analisi immagini di campioni radioattivi e fluorescenti, ultragentrifughe e centrifughe refrigerate. Sono inoltre disponibili apparecchi ETTAN IPGphor per la prima dimensione, ETTAN DALT gel system per la seconda dimensione, ed una stazione computer dotata del software ImageMaster 2.

Punti critici Come lo scorso anno i due principali punti critici nello svolgimento e completamento dei programmi sono stati : − mancanza di sufficienti risorse finanziare dovute, sia al ridotto finanziamento che all’aumento fisiologico

del costo della ricerca. Questo non ha permessso l’acquisizione di nuovi strumenti indispensabili sia per l’ammodernamento del parco apparecchi che per la messa a punto di nuove tecnologie;

− mancanza di nuove assunzioni sia a livello di ricercatori che di personale tecnico di supporto. La nostra commessa si avvale dell’impiego di molti dottorandi e laureati frequentatori molto bravi e dedicati alla ricerca che però, per la mancanza di prospettive di lavoro presso il CNR , sono costretti a lasciarci dopo aver raggiunto maturità e autonomia con una grossa perdita in termini di conoscenza e produttività per la nostra commessa.

Collaborazioni − Univ. Milano, Dip. Farmacologia, Scienze Farmacol. e Ist. Chimica Farmaceutica; − Univ. Catanzaro Magna Graecia, Dip. Scienze Farmacobiol.; − Univ. Genova, Dip. Med. Sper. e Dip. Scienze Farmacol.; − Univ Modena e Reggio Emilia;


− Univ. Napoli Federico II, Dip. Biochimica e Biotecnol. Mediche; − Univ. Padova, Dip. Scienze Biomediche Sperimentali; − Univ. Roma La Sapienza, Dip. Medicina Sper.; − Univ. Torino, Dip. Scienze Biomediche e Oncologia Umana; − Fond. S. Lucia, Roma; Dompé Spa, AQ; − Ist, Chimica del Riconoscimento Molecolare, CNR, MI; − Ist. Naz. Neurologico C. Besta, MI; − Ist , Neuroscienze , CNR Pisa; − Ist. Ric. Farmacologiche M. Negri, MI; − Ist. Scient. HSR, DIBIT, MI; − Ist. Scient. IFOM . MI; − Schering Plough Res. Inst., MI; − SISSA, TS; − Brain Research Centre University of British Columbia Vancouver; − CNRS , Monpellier, France; − EMBL, Heidelberg; − INSERM, Bordeaux, Francia; − Inst. Pasteur, Parigi; Lundbeck, Valby, Danimarca; − MIT, Mass., USA; − NIH, Cell Biol. & Metabolism Branch, MD, USA; − The Parkinson Inst., CA, USA; Univ. Colorado, Inst. Behav. Genetics, USA; − Institut Cochin, Paris, France; − Univ. Helsinki, Inst. of Biotechnology; − University of Michigan, USA; − Univ of Texas , Austin, Texas.


Aging e neurodegenerazione

Descrizione generale Progetto: Neuroscienze: basi molecolari ed applicazioni chimiche Tipologia di ricerca: Progetti relativi a linee tematiche a carattere strategicoIstituto esecutore: Istituto di tecnologie biomedicheSede svolgimento attività: Sede principale IstitutoDip. di prevista afferenza: Medicina Responsabile indicato: ZECCA LUIGI Risultati conseguiti In co-colture di microglia-neuroni mesencefalici di topo trattate con neuromelanina è stato osservato attivazione della microglia con aumento del rilascio di NO, H2O2 e molecole infiammatorie quali TNF-alfa, IL-6 e altre. Contemporaneamente si è osservata un’estesa degenerazione dei neuroni dopaminergici. Nelle culture k.o. della componente gp 91 della NADPH-ossidasi il rilascio di H2O2 era ridotto e la degenerazione neuronale fortemente diminuita rispetto alle culture contenenti microglia w.t. Lo stesso effetto è stato osservato anche in co-culture preparate con microglia k.o. del recettore Mac-1 (recettore C3 del complemento). Si è anche osservato che la microglia attivata dalla neuromelanina attaccava e danneggiava i processi neuronali. In particolare le cellule della microglia passavano dallo stato di ‘‘resting’’ a quello attivato, fagocitavano i granuli di neuromelanina e li degradano completamente, rilasciando le specie reattive e infiammatorie sopra citate. Quindi la morte dei neuroni dopaminergici risulta indotta sia dal rilascio delle suddette specie reattive che dall’attacco della microglia attivata sui processi neuronali.

Risorse strumentali − N. 2 incubatori a CO2; − N.2 cappe a flusso laminare; − N. 2 microscopi; − N. 1 microtomo congelatore; − N.1 lettore piastre ELISA; − N. 1 spettrofotometro UV-VIS; − N. 1 HPLC con rivelatore elettrochimico.

Punti critici È necessario identificare molecole con strutture adeguate per legare specificamente i recettori coinvolti nell’attivazione della microglia per bloccare il danno neuronale.

Collaborazioni − Jau-Shyong Hong; − Laboratory of Pharmacology and Chemistry, National Institute of Environmental Health Sciences/National

Institutes of Health, Research Triangle Park, North Carolina 27709, USA; − David Sulzer; − Department of Psychiatry, Neurology and Pharmacology, Columbia University, New York, NY 10032, USA.

Commento ad eventuali scostamenti tra le entrate previste e quelle realizzate nell’anno corrente I finanziamenti ricevuti sono stati in linea con le previsioni.


Imaging molecolare in oncologia

Descrizione generale Progetto: Oncologia: meccanismi e tecnologie applicateTipologia di ricerca: Progetti relativi a linee tematiche a carattere strategicoIstituto esecutore: Istituto di bioimmagini e fisiologia molecolareSede svolgimento attività: Sede principale IstitutoDip. di prevista afferenza: Medicina Responsabile indicato: MESSA MARIA CRISTINA Risultati conseguiti Abbiamo identificato un complesso macromolecolare che interagisce con EGF-R dopo stimolazione e adesione transiente con integrine. Abbiamo iperespresso HD-PTP stabilmente in fibroblasti NIH3T3. Abbiamo espresso HD-PTP transientemente in cellule di scimmia (Cos) ed in cellule di carcinoma umano (Hela). Abbiamo dimostrano che la terapia ormonale può effettivamente influenzare la captazione di Colina a livello prostatico, che la PET/CT ha un alto valore predittivo positivo della PET/CT nel tumore ovario ed elevata accuratezza diagnostica nel follow-up delle pazienti trattate per carcinoma uterino.

Risorse strumentali Le apparecchiature utilizzate per la ricerca sono sia presso l’Istituto per quanto riguarda la ricerca proteomica (v. Commessa ME.P05.002 “Genomica e proteomica clinica funzionale) sia presso enti convenzionati con l’Istituto (IRCCS San Raffaele e Centro Bioimmagini Molecolari, UNMIB) per quanto riguarda imaging funzionale (principalmente PET/TC e ciclotrone) e anatomia patologica. Gli strumenti necessari per le culture cellulari per gli studi di biochimica di proteine e DNA sono presenti al DIBIT, H. S. Raffaele di Milano.

Punti critici Punti critici di ordine metodologici sono: − per gli studi di accuratezza/efficacia della PET/TC riguardano la numerosità del campione e la disponibilità

dei gold standards; − per gli studi di correlazione con la proteomica sono la bontà (qualitativa e quantitativa) del campione e la

complessità dei metodi di proteomica utilizzati (DIGE). Punto critico di ordine organizzativo riguarda il numero di sperimentazioni eseguibili in base al personale assegnato che non è sufficiente a portare a termine le ricerche in tempi più rapidi, quali quelli richiesti attualmente dalla concorrenza nazionale ed internazionale.

Collaborazioni − Centro PET, UO Ginecologia e Ostetricia, Servizi di Radiologia e Anatomia Patologica, Istituto Scientifico H

S. Raffaele, Milano; − Centro Bioimmagini Molecolari, Dipartimento Scienze Chirurgiche, Università degli Studi di Milano-

Bicocca; − Servizio di Radiologia, Medicina Nucleare e UO Ginecologia e Ostetricia H San Gerardo, Monza (MI); − Servizio CERGAS, Università Bocconi Milano; − Dipartimento di Genetica, Biologia e Biochimica, Ospedale le Molinette, Università di Torino; − Dipartimento di Scienze Precliniche, Università di Milano; − Department of Pharmacology University of Colorado, Health Science Center Denver (USA).


Modulazione recettoriale del differenziamento cellulare

Descrizione generale Progetto: Oncologia: meccanismi e tecnologie applicateTipologia di ricerca: Progetti relativi a linee tematiche a carattere strategicoIstituto esecutore: Istituto di neuroscienzeSede svolgimento attività: Sede di MilanoDip. di prevista afferenza: Medicina Responsabile indicato: CLEMENTI FRANCESCO Risultati conseguiti − Ruolo del contenuto in colesterolo sul signalling del recettore per l’ossitocina. La deplezione di colesterolo

altera il signalling del recettore, mentre un aumento del colesterolo nella membrana plasmatica non ha effetto sul signalling recettoriale.

− Analisi di analoghi selettivi per l’ossitocina: sintetizzati numerosi composti bivalenti di tipo peptidico di nuova sintesi, che si sono dimostrati legare il recettore con alta affinità.

− Recettori per il CGRP. Il CGRP può modulare, con andamento bifasico, la concentrazione di calcio intracellulare negli astrociti ex vivo ed in coltura, e gli astrociti esprimono nel cervelletto durante lo sviluppo e in coltura, componenti del recettore del CGRP.

− Innervazione del cervelletto. A differenza che nell’adulto, durante il differenziamento cerebellare le fibre a terminazione muscoide contraggono contatti sinaptici con le cellule di Purkinje.

− Regolazione geni SN periferico. Il fattore PHOX2 regola l’espressione della subunità alfa3 del recettore nicotinico, che non è basata sul riconoscimento da parte di PHOX2A di sequenze sulla regione regolatoria di alfa3, ma dal suo ancoraggio da parte del fattore di trascrizione Sp1.

Risorse strumentali − MICROSCOPIA: microtomo, microscopio elettronico, a trasmissione, confocale e a fluorescenza. Un sistema

di videomicroscopia in time-lapse e un sistema di imaging per la misurazione dei livelli di calcio intracellulare; elaborazione d’immagine.

− BIOLOGIA MOLECOLARE: apparati per elettroforesi orizzontale e verticale, bagnetti agitanti termostatati, apparato per microiniezione, 2 apparecchi PCR, luminometro, elettroporatore BioRAD, sistema per acquisizione ed analisi immagini di campioni radioattivi e fluorescenti.

− BIOCHIMICA DELLE PROTEINE: spettrofotometro, bagni refrigerati, apparati per SDS-PAGE, isoelettrofocalizzazione e western blotting, sistema per acquisizione ed analisi immagini di campioni chemiluminescenti e fluorescenti sistema per acquisizione ed analisi immagini di campioni radioattivi e fluorescenti ultragentrifughe e centrifughe refrigerate.

Punti critici I principali punti critici nello svolgimento e completamento dei programmi sono stati: − Mancanza di sufficienti risorse finanziare da parte del CNR che non sono nemmeno sufficienti a coprire le

spese di gestione ordinaria dei laboratori siti in via Mario Bianco che saremo costretti a dismettere. L’impossibilità quindi di acquisire nuovi strumenti indispensabili sia per l’ammodernamento del parco apparecchi che per la messa a punto di nuove tecnologie, in particolare non abbiamo potuto acquisire il counter per micropiastre indispensabile per la messa a punto della Scintillation Proximity Assay.

− Mancanza di borse di studio per dottorati di ricerca. − Mancanza di nuove assunzioni sia a livello di ricercatori che di personale tecnico di supporto. La nostra commessa si avvale dell’impiego di molti dottorandi e laureati frequentatori molto bravi e dedicati alla ricerca che però, per la mancanza di prospettive di lavoro presso il CNR, sono costretti a lasciarci dopo aver raggiunto maturità e autonomia con una grossa perdita in termini di conoscenza e produttività per la nostra commessa.

Collaborazioni Le collaborazioni nazionali ed internazionali sono scelte con lo scopo di approfondire i dati sperimentali con tecnologie specifiche la cui implementazione o è troppo costosa o richiede troppo tempo e personale o è di applicazione limitata ad alcuni esperimenti. Inoltre si è cercato di ampliare le collaborazioni con ricercatori clinici in modo da rendere più concrete le possibilità transazionali delle nostre ricerche.

Commento ad eventuali scostamenti tra le entrate previste e quelle realizzate nell’anno corrente Nell’anno 2007 si è realizzata un’entrata di Euro 40.000,00 - non prevista nel Piano di gestione 2007 - per il rinnovo del finanziamento da parte dell’Associazione Italiana per la Ricerca sul Cancro (AIRC) per la realizzazione del progetto: “Role of lipid rafts...”, Resp. Dott.ssa Bice Chini.


Oncologia molecolare e genetica: differenziamento cellule staminali e immunità innata

Descrizione generale Progetto: Oncologia: meccanismi e tecnologie applicateTipologia di ricerca: Progetti relativi a linee tematiche a carattere strategicoIstituto esecutore: Istituto di tecnologie biomedicheSede svolgimento attività: Sede principale IstitutoDip. di prevista afferenza: Medicina Responsabile indicato: ZUCCHI ILEANA Risultati conseguiti − Zucchi ha dimostrato che le cellule LA7 sono cancer stem cells. Le proprietà staminali delle LA7 sono state

definitivamente accertate, dimostrando che tali cellule possiedono proprietà differenziative e morfogenetiche che si traducono nella capacità di mantenere l’architettura della ghiandola mammaria. Le proprietà di cancer stem cells sono state provate dimostrando per la prima volta che anche una sola cellula può generare tumori eterogenei in topi immunocompromessi.

− Magli ha dimostrato che cellule staminali midollari, trapiantate in topi letalmente irradiati, sono in grado, in seguito a infarto, di contribuire alla rigenerazione cardiaca ripopolando il pool di cellule staminali cardiache.

− Boraschi ha dimostrato che i monociti umani rispondono agli stimoli microbici in maniera diversa a seconda dell’ambiente (es. infiammazione in corso vs. quiescenza) e che l’espressione di molte molecole innate è alterata già prima dell’instaurarsi di condizioni patologiche.

− Tullo ha dimostrato che i livelli proteici di p63 e p73 diversamente da p53 sono modulati durante il ciclo cellulare e hanno un ruolo in fase S nell’attivazione trascrizionale di geni G1/S.


Punti critici Unità di Pisa (gruppi Magli e Boraschi): i punti critici fondamentali per il corretto svolgimento delle attività sperimentali sono essenzialmente logistici: − obsolescenza delle strumentazioni e mancato aggiornamento/sostituzione; − mancanza di servizi comuni (acqua MilliQ, autoclavi, etc.); − mancanza di convenzione con l’area per la manutenzione (e mancato pagamento delle spese di area); − mancanza di personale tecnico strutturato e di assistenza logistico-amministrativa all’interno dell’Unità; − mancanza di personale di ricerca strutturato; − mancanza di attrezzature e arredi di base (es. macchina del ghiaccio, scrivanie, librerie, etc.).

Collaborazioni − R. Dulbecco, (Salk Institute S. Diego, USA); − S. Astigiano (IST Genova); − P. P. Di Fiore (IFOM-IEO Milano); − B. Neel (Toronto, Canada); − R. Reinbold (Max Plank Institute Muenster, Germany); − B. Navarro Ramirez (CNR research fellowship); − A. M. D’Erchia (Università degli studi di Bari); − M. Levrero (Università di Roma La Sapienza); − P. Migliorini (Università di Pisa); − D. Neumann (Hannover Medical School, Germany); − M. U. Martin (University of Giessen, Germany); − C. A. Dinarello (University of Colorado Medical School, USA); − R. Casadio (Università di Bologna); − A. Gatti (Università di Modena); − D. Qu (Fudan University Shanghai, PR China); − S. P. Mah (Nanjing University of Pharmacy, PR China) ; − A. Mantovani (Fondazione Humanitas Milano); − Y. Choi (Seoul National University, R Korea); − C. Yun (SNU, R Korea); − E. Benvenuto (ENEA);


− D. Tenen (Harvard Medical School, USA); − S. Ottolenghi (Università di Milano Bicocca); − E. Messina (Università “La Sapienza” Roma); − A. Simeone (CEINGE Napoli); − S. Boriani (Ospedale Maggiore Bologna); − G. Barbanti (Isituti Ortopedici Rizzoli Bologna); − D. Donati (Istituti Ortopedici Rizzoli Bologna); − M. Petrini (Azienda Ospedaliera Pisana).


Genomica e proteomica clinica funzionale

Descrizione generale Progetto: Medicina molecolareTipologia di ricerca: Progetti di sviluppo competenzeIstituto esecutore: Istituto di bioimmagini e fisiologia molecolareSede svolgimento attività: Sede principale IstitutoDip. di prevista afferenza: Medicina Responsabile indicato: GELFI CECILIA Risultati conseguiti I risultati conseguite sono documentati dalle pubblicazioni e dalle partecipazioni a congressi : − De Palma S, Ripamonti M, Viganò A, Moriggi M, Capitanio D, Samaja M, von Segesser L, Cerretelli P, Wait

R, Gelfi C. Metabolic modulation induced by chronic hypoxia in rats using a comparative proteomic analysis of skeletal muscle tissue. J Proteome Research, 2007; 6: 1974-84.

− Robach P, Cairo G, Gelfi C, Bernuzzi F, Pilegaard H, Viganò A, Santambrogio P, Cerretelli P, Calbet K, Moutereau S, and Lundby C. Strong iron demand during hypoxia-induced erythropoiesis is associated with down-regulation of iron-related proteins and myoglobin in human skeletal muscle. Blood, 2007; 109: 4724-31.

− Proteomic profile of gastrocnemious muscle in a transgenic mouse model and in patients of familial amyotrophic lateral sclerosis. Gelfi C, Capitanio D, Vasso M, Bendotti C, Silani V. XVIII International ALS Meeting, Toronto 1-3 Dicembre 2007.

− Early adaptation to hypoxia in human skeletal muscle. Viganò A, Ripamonti M, Moriggi M, Capitanio D, Vasso M, Wait R, Lundby C, Cerretelli P, Gelfi C. Italian Proteomic Association, Aci Trezza 26-29 Giugno 2007.

Risorse strumentali Le risorse strumentali utilizzate riguardano celle elettroforetiche per separazioni mono e bidimensionali, laser scanner per acquisizione di immagini, sistema multicromatografico, interfacciato ad uno spettrometro di massa Exquire 3000 Bruker. Per programmi di analisi d’immagine, centrifughe, spettrofotometri, microseparatori per prefrazionamento, elettroforesi capillari, spettrometro Maldi Tof, il gruppo si avvale della strumentazione presente presso il Dipartimento di Scienze e Tecnologie Biomediche inserito nel polo LITA dove ha sede l’Istituto.

Punti critici Gli obiettivi che ci eravamo posti per l’anno 2007 sono stati raggiunti anche se con notevole difficoltà legate a limitazioni sia strumentali che in termini di risorse umane. La commessa richiede un team ad alta specializzazione che è presente nelle vesti di dottorandi e borsisti già formati sotto la direzione del responsabile di commessa, con un’unica persona di ruolo, sotto inquadrata, come tecnico. Si rende urgente l’istituzione di almeno due contratti per giovane ricercatore per assicurare continuità a questa linea strategica. Dal punto di vista strumentale, la commessa soffre l’assenza di investimenti importanti da parte dell’Ente, tutta la strumentazione presente è frutto di contratti di ricerca o in uso per collaborazione con altre istituzione (vedi Imperial College per lo spettrometro di massa ad alta sensibilità e Dipartimento di Scienze e Tecnologie Biomediche).

Collaborazioni − EvK2 CNR, Dipartimento di Scienze della Terra; − Cattedra di Biochimica Clinica, Dipartimento di Scienze e Tecnologie Biomediche, Università degli Studi di

Milano; − Cattedra di Fisiologia, Dipartimento di Scienze e Tecnologie Biomediche, Milano; − Cattedra di Biochimica, Dipartimento di Odontoiatria, Ospedale S. Paolo, Milano; − Cattedra di Neurologia, Dipartimento di Scienze Neurologiche, Università degli Studi di Milano; − Istituto Neurologico “C. Besta” Milano; − CRIBI, Università degli Studi di Padova; − Dipartimento di Reumatologia Imperial College of London, Londra (GB); − Istituto Scientifico H S. Raffaele, Milano; − Università degli Studi di Milano-Bicocca.


Genomica Funzionale: Studio di geni responsabili di malattie del sistema immune e dell osso.

Descrizione generale Progetto: Medicina molecolareTipologia di ricerca: Progetti di sviluppo competenzeIstituto esecutore: Istituto di tecnologie biomedicheSede svolgimento attività: Sede principale IstitutoDip. di prevista afferenza: Medicina Responsabile indicato: VILLA ANNA Risultati conseguiti È stato generato ed analizzato un modello murino portante una mutazione ipomorfica R229Q nel gene Rag2 .Tale mutazione è responsabile della Sindrome di Omenn (OS) nei pazienti, sindrome caratterizzata da importanti segni di autoimmunità (eritrodermia e colite).Abbiamo dimostrato che tale modello ricapitola la malattia osservata nei pazienti immunodeficienti. I topi manifestano nel 60% dei soggetti importante eritrodermia esfoliativa, a 2 -3 mesi di età e importante colite per infiltrazione di linfociti T autoreattivi. L’analisi del timo e milza rivela un’alterazione istologica tipica OS. A livello periferico. i linfociti hanno un fenotipo effettore CD62low CD44 high , assenza di cellule nTreg (CD4+ CD25 high Foxp3+). Nel sistema osseo: abbiamo identificato un nuovo gene responsabile di una nuova forma di osteopetrosis (OP) “povera di osteoclasti”. RANKL è un gene indispensabile per la fusione di preo-osteoclasti tra loro a fomare il tipico osteoclasta deputato al riassorbimento osseo. L’individuazione di tale difetto molecolare apre nuove strade terapeutiche.

Risorse strumentali Per la analisi del modello di immunodeficienza, abbiamo utilizzato lo stabulario. L’analisi al FACS è stata effettuata presso un altro ente (HSR) non essendo presente nel nostro istituto.

Punti critici Non si sono identificati punti critici.

Collaborazioni Durante quest’anno ci siamo valsi della collaborazione di diversi gruppi per la caratterizzazione del modello murino. In particolare, il gruppo diretto dal Prof Facchetti ci ha permesso di analizzare l’istologia e fare immunoistochimica . Abbiamo collaborato con il Prof. Fabio Grassi per analisi delle T regolatorie. Infine l’analisi al FACS è stata eseguita in collaborazione con il gruppo della Prof. Roncarolo. Per quanto riguarda il progetto dell’osso, abbiamo instaurato una collaborazione con il gruppo diretto da Prof. Rogers (University Scotland) per gli studi di differenziazione cellulare osteoclastica. Infine grazie alla collaborazione con il gruppo del Dr. Choi, verrà ottenuto il topo RANKL ko su cui eseguire terapia sostitutiva.


Tecniche terapeutiche innovative

Descrizione generale Progetto: Innovazione-integrazione tecnologica in medicinaTipologia di ricerca: Progetti relativi a linee tematiche a carattere strategicoIstituto esecutore: Istituto di bioimmagini e fisiologia molecolareSede svolgimento attività: Sede principale IstitutoDip. di prevista afferenza: Medicina Responsabile indicato: FAZIO FERRUCCIO Risultati conseguiti Sono stati implementati protocolli 4D PET/CT per diagnostica e definizione del piano di trattamento radioterapico (RT). Lesioni polmonari. È stato implementato un protocollo 4D-CT a basso amperaggio, che permette di ottenere una buona qualità di immagine sia per applicazioni di imaging diagnostico che per RT. Lesioni Epatiche e Tumori del Pancreas. Il protocollo di acquisizione è caratterizzato da uno studio 4D-CT eseguito con concomitante somministrazione di mezzo di contrasto iodato. In tutti i 3 distretti considerati lo studio 4D-CT è seguito da uno studio 4D-PET. Per il trattamento delle lesioni secondarie polmonari ed epatiche sono stati utilizzati protocolli di ipofrazionamento della dose tali da non superare le sei applicazioni totali. Per il distretto polmonare sono state trattate un numero di lesioni non superiori a 3 e con un diametro non superiore ai 3 cm., mentre per il distretto epatico non più di 4 lesioni con diametro non superiore ai 3 cm. oppure una sola lesione con diametro non superiore ai 5 cm. Nelle neoplasie pancreatiche è stato dimezzato il numero di frazioni totali rispetto ai trattamenti convenzionali pur erogando una dose biologicamente equivalente.

Risorse strumentali − Advantage Workstation - AW 4.3 GE Medical Systems, Milwakee, USA; − Eclipse Workstation - Varian Oncology System, Palo Alto, USA; − PET/CT - DSTE GE Medical Systems, Milwakee, USA; − TomoTherapy Hi Art System - TomoTherapy Incorporated, Madison, USA; − RPM – Real Time Position Management – Varian Oncology System, Palo Alto, USA.

Punti critici Da un punto di vista gestionale, il punto critico nella realizzazione della ricerca è rappresentato dal limitato numero di ricercatori di cui l’Istituto oggi dispone e dalla possibilità di acquisire nuovo personale. Da un punto di vista scientifico, il punto critico è rappresentato dalla necessità di sviluppo metodi di condizionamento del paziente per ottenere: − la massima regolarità del respiro per tutta la durata dell’esame diagnostico PET/CT; − la riproducibilità dello stesso pattern respiratorio nelle sessioni di trattamento RT.

Collaborazioni − Servizio di Medicina Nucleare, Radiologia, Radioterapia e Fisica sanitaria, H S. Raffaele, Milano; − Centro Bioimmagini Molecolari, Dipartimento Scienze Chirurgiche, Università di Milano Bicocca.


Imaging molecolare: b+ traccianti

Descrizione generale Progetto: Innovazione-integrazione tecnologica in medicinaTipologia di ricerca: Progetti relativi a linee tematiche a carattere strategicoIstituto esecutore: Istituto di bioimmagini e fisiologia molecolareSede svolgimento attività: Sede principale IstitutoDip. di prevista afferenza: Medicina Responsabile indicato: MATARRESE MARIO Risultati conseguiti − Sintesi di [11C]Efedrina (agonista adrenergico) e di [11C]Flumazenil (Benzodiazepine) mediante

produzione di [11C] CH3I secondo il metodo “gas-phase”; − Messa a punto della sintesi di [11C]DASB (inibitore di reuptake della serotonina) secondo il metodo “Wet

Chemistry”; − Radiosintesi di [18F]fluorobenzaldeide (gruppo prostetico); − Procedure di elettrodeposizione di Nichel-64 e Nichel-60 – Purificazione di Cu-64 e Cu-60 da Nichel-64 e

Nichel-60; − Determinazione purezza radionuclidica dei radioisotopi metallici prodotti - Preparazione in piccole

quantità di [64Cu]ATSM.

Risorse strumentali Per lo svolgimento degli obiettivi di ricerca della Commessa sono stati utilizzati moduli di sintesi, celle schermate, laboratori di radiochimica, di controllo di qualità (completi di strumentazione analitica HPLC) e ciclotroni da 12 e 18MeV (CTI Eclypse ed IBA Ciclone 18/9) installati presso il Reparto di Medicina Nucleare dell’Istituto Scientifico H San Raffaele di Milano, con cui l’Istituto ha istituito da tempo un rapporto di Convenzione.

Punti critici La scelta di nuove molecole biologicamente attive, la loro sintesi, la purificazione degli standard e dei precursori marcati con gli emettitori di positroni e la messa a punto di condizioni di marcatura, rappresentano i punti critici fondamentali dei diversi progetti di ricerca. Per l’espletamento degli obiettivi della ricerca di ciascun progetto sono state individuate, per ciascuna molecola e radiotracciante, le procedure ottimali che potevano consentire il raggiungimento degli obiettivi prefissati. Un aspetto di particolare importanza è consistito nell’adeguamento di moduli commerciali per 18F-fluorurazioni (per sostituzioni nucleofile) mediante installazione di valvole, connessioni meccaniche, software per effettuare la radiosintesi e l’implementazione dei moduli di sintesi dei radiometalli e del [11C]CH4. Quest’ultimo può essere prodotto “in target” o in un modulo di sintesi automatizzato e dedicato: la nostra attenzione è stata focalizzata sulla sintesi “Gas-phase”. Il [11C]CH4 è stato utilizzato come precursore primario per la sintesi del [11C]CH3I, applicando lo stesso nella sintesi di [11C]efedrina e [11C]flumazenil.

Collaborazioni Per l’ottenimento dei risultati previsti dai progetti di ricerca sono state attivate con profitto della collaborazioni scientifiche con Dipartimenti Farmaco-Chimici delle Università italiane, ed in particolare: Bari, Siena, Pavia. Queste collaborazioni sono state caratterizzate dalla massima sinergia finalizzata alla sintesi di precursori e standard di molecole che sono state successivamente marcate con Carbonio-11 ed hanno prodotto delle pubblicazioni scientifiche a livello internazionale.


Neuroingegneria e disordini della comunicazione

Descrizione generale Progetto: Innovazione-integrazione tecnologica in medicinaTipologia di ricerca: Progetti relativi a linee tematiche a carattere strategicoIstituto esecutore: Istituto di ingegneria biomedicaSede svolgimento attività: Milano Dip. di prevista afferenza: Medicina Responsabile indicato: RAVAZZANI PAOLO GIUSEPPE Risultati conseguiti − Validazione dei metodi e dispositivi per lo screening neonatale uditivo e protocolli sanitari per screening

universale accettati da autorità sanitarie di numerosi Paesi. Stima dei campi EM generati in stimolazione magnetica.

− Consolidamento delle fasi di sviluppo di modelli e tecnologie per l’utilizzo dei campi EM in medicina e neuroingegneria, quali quelli impiegati per neuroprotesi (impianti cocleari e del tronco encefalico) e neurostimolatori impiantabili.

− Studio della funzionalità sull’udito nell’animale e nell’uomo. − Effetti dell’esposizione a campi UMTS da telefono cellulare sul sistema uditivo (progetto EU “EMFnEar”). − Stima numerica dei campi RF in modelli realistici della testa e del sistema vestibolare. − Tecniche di neuroingegneria per applicazioni di stimolazione cerebrale esterna (studio del sonno) e

profonda nel Parkinson. − Caratterizzazione elettromagnetica di fluidi biologici e glucosio per possibili applicazioni nel diabete.

Risorse strumentali Piattaforme di calcolo e di grafica tridimensionale ad alte prestazioni; applicazioni SW per il calcolo numerico e modellizzazione di campi elettromagnetici in sistemi biologici. Laboratori per misure sperimentali di campi elettromagnetici in biomedicina (es. per la misurazione non invasiva della glicemia).

Punti critici Nessun punto critico di particolare rilievo è stato riscontrato durante l’esecuzione della presente commessa.

Collaborazioni Collaborazioni strette con i più qualificati gruppi UE ed italiani. Scienziati e clinici di paesi UE ed extra-UE passano soggiorni di studio presso l’ISIB. Ricercatori del gruppo prestano consulenza per importanti agenzie governative e di ricerca negli USA (CDC-National Center on Birth Defects and Developmental Disabilities) e l’NIH (National Institutes on Health) e per autorità sanitarie francesi, inglesi, tedesche, polacche, paesi baltici. Di particolare rilievo: − coord. centrale di Prog. EU: “EMF-NET Effects of the Exposure to Electromagnetic Fields: from Science to

Public Health and Safer Workplace” (6PQ, 40 partners); “EMFnEAR Exposure at UMTS electromagnetic fields: study on potential adverse effects” (DG SANCO) (10 partners);

− collaborazioni con Università italiane, quali il Politecnico di Milano (Dip. Elettronica e Informazione, Dip. Chimica, Dip. Elettrotecnica), l’Università di Roma La Sapienza (Dip. Ingegneria Elettronica), il Centro Interuniversitario per lo studio delle interazioni tra campi elettromagnetici e biosistemi (Genova).

Sono inoltre attive alcune fruttuose collaborazioni con aziende biomediche dei settori di cui alla presente commessa.


Proteogenomica e bioimaging molecolare in medicina

Descrizione generale Progetto: Innovazione-integrazione tecnologica in medicinaTipologia di ricerca: Progetti relativi a linee tematiche a carattere strategicoIstituto esecutore: Istituto di bioimmagini e fisiologia molecolareSede svolgimento attività: Sede principale IstitutoDip. di prevista afferenza: Medicina Responsabile indicato: FAZIO FERRUCCIO Risultati conseguiti − Progetti definitivi per i laboratori di radiochimica, i laboratori di valutazione pre-clinica dei radiofarmaci

per la diagnosi oncologica e ai laboratori di proteogenomica. − Predisposizione del progetto “Modello di diagnostica molecolare integrata e terapia mirato non

farmacologica nel tumore della mammella (Breast Unit) e in neurooncologia (Brain Unit)” secondo le procedure FAR DPR 297/99. Il progetto è attualmente in fase di valutazione.


Punti critici Da un punto di vista gestionale, il punto critico nella realizzazione della ricerca è rappresentato dal limitato numero di ricercatori di cui l’Istituto oggi dispone e dalla possibilità di acquisire nuovo personale. Per le attività di Cefalù è prevista l’assunzione di ricercatori e tecnici con contratto a tempo determinato nell’ambito dei progetti di ricerca finanziati dal MUR.

Collaborazioni − U.O. di Medicina Nucleare e U.O. di Radioterapia, Istituto H San Raffaele, Milano; − Centro di Bioimmagini Molecolari, Università di Milano Bicocca; − Fondazione Istituto San Raffaele G.Giglio di Cefalù.


Bioinformatica e teledidattica

Descrizione generale Progetto: Innovazione-integrazione tecnologica in medicinaTipologia di ricerca: Progetti relativi a linee tematiche a carattere strategicoIstituto esecutore: Istituto di tecnologie biomedicheSede svolgimento attività: Sede principale IstitutoDip. di prevista afferenza: Medicina Responsabile indicato: ALBERTINI ALBERTO Risultati conseguiti All’inizio del 2007 è iniziato il progetto FIRB denominato ITABIONET (Italian Bioinfomatics Network). Questo progetto persegue lo scopo di stimolare la crescita di nuove attività di ricerca nell’ambito della Bioinformatica e della System Biology. In particolare di promuovere attività di ricerca italiana in Bioinformatica in un contesto internazionale mediante l’adesione a iniziative a carattere internazionali. In questo primo anno questo progetto a contribuito all’organizzazione di un convegno internazionale “SysBioHealth 2007” pesso l’Universita Milano Bicocca. Questo convegno a visto una partecipazione estremamente qualificato in ambito internazionale in System Biology. Inoltre si è provveduto ad organizzato a Milano presso il CNR-ITB un workshop fra le unità di ricerca afferenti al progetto ITALBIONET, per illustrare le attività progettuali scientifiche delle varie unità. Un ulteriore incontro è in fase di organizzazione all’inizio del 2008, per verificare lo stato di avanzamento delle varie unità di progetto. Incontri bilaterali fra i vari progetti di bioinformatica sono stati attivati al fine di potenziare le attività di ricerca in campi affini.

Risorse strumentali Si sono sviluppate interazioni fra i progetti finanziati dal MIUR al fine di favorire l’utilizzo delle risorse di calcolo alla comunità scientifica, in particolare il cluster di circa 230 nodi dedicato alla Bioinformatica messo a disposizione dal progetto LITBIO, ed in fase finale di installazione e di test.

Punti critici Nel corso dei prossimi incontri si metteranno in luce le possibili sinergie su alcune tematiche importanti per il progetto. In questa fase bisognerà identificare gli ambiti specialistici comuni alle varie unità del progetto e le possibili collaborazioni con gli altri progetti di Bioinformatica e di Neuroinfomatica attualmente attivi in Italia.

Collaborazioni − Univ. College London (Londra, GB), Dept.of Biochemistry and Molecular Biology; − Virginia Commonwealth University (Richmond, Virginia USA), Institute for Structural Biology and Drug Discovery; − Cornell University (New York, USA), Dept. of Physiology and Biophysics; − Univ. di Napoli “Federico II”, Dip. Biologia Strutturale e Funzionale; − Seconda Univ. di Napoli; − CRISCEB Dip. Biochimica e Biofisica Dip. Scienze della Vita; − Dip. Patologia Generale Dip. Matematica; − Ist. Superiore di Sanità; − Ist. Dermopatico dell’Immacolata; − IST - Istituto per lo studio dei Tumori, Genova; − Univ. Parma, Dip. Biochimica e Biologia Molecolare: − Univ. della Tuscia, Viterbo Università di Genova; − Università di Milano; − Università di Pavia; − Università di Camerino; − Istituto Nazionale per la Ricerca sul Cancro (Genova); − Istituto Giannina Gaslini (Genova); − Eurotech S.p.A.; − Università di Konstanz (D); − Ehud Gazit, Tel Aviv University, Israel; − SISSA, Trieste; − Dipartimento di Fisica, Università di Milano; − University of Massachussets Medical School, Worcester MA, USA; − Gennady Verkhivker, University of California at San Diego, USA; − Istituto per lo studio e la cura dei tumori, Milano.


Gestione dei dati e conduzione di ricerche epidemiologiche applicate a diverse malattie.

Descrizione generale Progetto: Epidemiologia e ricerca sui servizi sanitariTipologia di ricerca: Progetti relativi a linee tematiche a carattere strategicoIstituto esecutore: Istituto di tecnologie biomedicheSede svolgimento attività: Sede principale IstitutoDip. di prevista afferenza: Medicina Responsabile indicato: NICOLOSI ALFREDO Risultati conseguiti N.D.

Risorse strumentali I ricercatori della commessa si avvalgono semplicemente di personal computer di sempre nuova generazione, Macintosh e PC. Sono disponibili anche apparecchiature accessorie quali stampanti, scanner, proiettori, ecc. Grazie alla convenzione con l'Università di Milano si può accedere al "full text" di centinaia di riviste scientifiche.

Punti critici N.D.

Collaborazioni − Sergievsky Center, School of Public Health, Columbia University, New York; − Department of Epidemiology, Erasmus University, Rotterdam; − Dipartimento di Pediatria, Università di Padova; − Istituto Nazionale Neurologico Carlo Besta, Milano; − Dipartimento di Scienze dell'Informazione, Università di Milano 2; − Istituto Superiore di Sanità; − Department of Epidemiology, University of San Diego; − Institute of Child Health and Department of Clinical Pharmacology, University College of London; − Department of Sociology, University of Chicago; − Oswaldo Cruz Foundation, Brazil; − Center for Epidemiological Studies on HIV/AIDS of Catalonia, Badalona, Spain. − Principali committenti: European Commission; − Istituto Superiore di Sanità; − Aziende farmaceutiche (Glaxo SmithKline, Pfizer, Bayer, etc.).


ICT e applicazioni biomediche in sanità.

Descrizione generale Progetto: Epidemiologia e ricerca sui servizi sanitariTipologia di ricerca: Progetti relativi a linee tematiche a carattere strategicoIstituto esecutore: Istituto di tecnologie biomedicheSede svolgimento attività: Sede principale IstitutoDip. di prevista afferenza: Medicina Responsabile indicato: ROSSI MORI ANGELO Risultati conseguiti − Survey e report sul “patient summary” in Europa. − Criteri e metrica per la definizione di Roadmap per la salute in rete. − Tassonomia delle azioni per la realizzazione della salute in rete e la costruzione di roadmap. − Studio delle problematiche informative del chronic disease management. − Analisi delle modalità organizzative nell’assistenza territoriale e per l’integrazione socio-sanitaria. − Osservatorio Sanità sulle esperienze di ehealth. − Modello su 4 livelli per la salute in rete e caratterizzazione delle problematiche e delle soluzioni relative:

1) infrastrutture abilitanti; 2) efficienza nei processi operativi (prescrizioni, prenotazioni, referti, etc); 3) supporto al percorso assistenziale del singolo paziente; 4) interventi strutturali sul sistema, governance.

Gli interventi ai primi due livelli possno essere definiti a partire dalle soluzioni tecnologiche (approccio tolemaico), i livelli 3 e 4 devono partire dalle politiche sanitarie e dalle linee di azione effettivamente in corso di realizzazione sul sistema sanitario, attivando contemporaneamente interventi organizzativi e informativi profondi, con il supporto dei decisori sanitari e della classe medica.

Risorse strumentali Il tipo di attività svolta non richede particolari strumentazioni. La presenza in due progetto europei di coordinamento e l’attività di collaborazione in Italia richiede frequenti viaggi e riunioni, corsi di formazione, teleconferenze, forti attività di email, stesura e diffusione di documenti, articoli divulgativi su diverse riviste italiane del settore. Questo comporta una spesa particolarmente elevata nei servizi generali e nelle missioni.

Punti critici − La scarsa disponibilità delle autorità sanitarie a costruire una rete di strutture che si occupano del

coordinamento dei piani di attuazione e delle roadmap provoca disfunzioni e ritardi ormai inaccettabili. − Il ritardo del Dipartimento Innovazione nella attivazione di un contratto con il CNR per la definizione delle

regole dettagliate sui contenuti (infostruttura) da far viaggiare sull’infrastruttura dei Medici in Rete, che sta creando problemi non indifferenti nella realizzazione dei progetti in diverse regioni.

− Il grave sottodimensionamento delle strutture amministrative dell’Istituto comporta aggravi di lavoro improprio dei ricercatori e ritardi sia nelle procedure burocratiche che nel lavoro di ricerca, in un momento di pieno sviluppo del settore, rallentando anche le possibilità di crescita dell’Unità di Roma.

Collaborazioni − Attività svolte dall’Unità “Sanità Elettronica”, Roma. − La commessa si avvale della cooperazione di numerosi partner, attraverso la partecipazione a progetti

nazionali ed europei, nonchè le attività internazionali di standardizzazione. − Sono in atto convenzioni operative con Ministero della Salute, Regione Basilicata, Università (Sapienza,

LUISS, Campus Bio-Medico). È in preparazione una convenzione con il Dipartimento Innovazione Tecnologica.

− ITB partecipa al Consiglio Scientifico del Master MIAS - Management e Innovazione nelle Aziende Sanitarie (Univ. Sapienza, Roma) e collabora a diverse riviste divulgative, curando tra l’altro un inserto annuale su sanità in rete per Sole 24 Ore Sanità.

Commento ad eventuali scostamenti tra le entrate previste e quelle realizzate nell’anno corrente Difficoltà dovute al grave sottodimensionamento delle strutture amministrative dell’Istituto rendono complessa la rendicontazione economica delle attività svolte e provocano forti ritardi nelle procedure di rimborso da parte degli Enti finanziatori.


Indagini Innovative per il monitoraggio delle superfici di manufatti di interesse architettonico, storico-artistico e archeologico

Descrizione generale Progetto: Diagnosi, intervento e conservazione del patrimonio culturale Tipologia di ricerca: Progetti relativi a linee tematiche a carattere strategicoIstituto esecutore: Istituto per la conservazione e valorizzazione dei beni culturali Sede svolgimento attività: Sede di Milano “Gino Bozza”Dip. di prevista afferenza: Patrimonio CulturaleResponsabile indicato: REALINI MARCO Risultati conseguiti − Valutazione in laboratorio e in campo dell’efficacia di trattamenti conservativi su pietra e su metalli. − Definizione delle proprietà di prodotti conservativi innovativi. − Validazione e ottimizzazione di protocolli di monitoraggio dello stato di conservazione delle superfici sia

lapidee che metalliche. − Prototipo strumentale per lo studio del pattern di superficie e la definizione quantitativa delle variazioni

morfologiche. − Pubblicazioni scientifiche,partecipazioni a Comitati scientifici di congressi, partecipazione ad una ATS.

Risorse strumentali Microscopio digitale portatile, spettrofotometro portatile, micro-drill, microscopio elettronico a scansione, microscopi ottici,diffrattometro a raggi X, contatore ottico di particelle, cromatografo ionico, analizzatore XRF, spessimetro portatile a correnti indotte, strumento per la misura dell’angolo di contatto, potenziostato/ galvanostato/ZRA, spettroscopio di risonanza magnetica.

Punti critici La cronica carenza di personale, sia ricercatore che tecnico si traduce in difficoltà operative delle strutture afferenti alla commessa, costrette ad agire con limitate risorse, oltre che umane anche economiche. Dal punto di vista scientifico le difficoltà anche quest’anno hanno riguardato il trasferimento delle tecniche di monitoraggio dal labopratorio al campo, dovendo esse risultare scientificamente significative in un ambito di applicazione molto diverso da quello per cui sono state messe a punto.

Collaborazioni N.D.


Metodologie e tecniche d’intervento per la conoscenza, conservazione e recupero del patrimonio storico architettonico in zona sismica

Descrizione generale Progetto: Diagnosi, intervento e conservazione del patrimonio culturale Tipologia di ricerca: Progetti relativi a linee tematiche a carattere strategicoIstituto esecutore: Istituto per le tecnologie della costruzioneSede svolgimento attività: Sede principale IstitutoDip. di prevista afferenza: Patrimonio CulturaleResponsabile indicato: CIFANI GIANDOMENICO Risultati conseguiti Nel 2006 sono stati definitivamente conclusi i progetti: 1) “Cartodata - Cartes de risque du patrimoine - Interreg 3C OCR NOE”; 2) “Restarc, Il restauro architettonico diffuso, progetti integrati per uno sviluppo economico sostenibile,

Interreg 3A”; 3) “Collaborazione per attività finalizzate alla verifica delle condizioni di stabilità di fabbricati siti in Sulmona

- Ater L’Aquila”. 4) Sono in corso: 5) Progetto di “Ricerca Provincia di Isernia, Studio vulnerabilità sismica degli edifici pubblici strategici e

speciali” finanziato dalla Regione Molise; 6) “Progetto di Ricerca RELUIS Linea di Ricerca 10, Archivio dati pe la valutazione del rischio, pianificazione

e gestione emergenza” 7) Ricerca applicata, formazione e diffusione delle conoscenze sulle tecniche di intervento per il recupero e

miglioramento sismcico dei centri storici del Molise colpiti dal terremoto,finanziato dalla Regione Molise su fondi CIPE. È stato avviato: 7) Progetto RECES modiquus - Interreg Card Phare, La rete dei piccoli centri storici come modello di qualità urbana e sviluppo sostenibile.

Per il progetto 1) è stata prodotta una pubblicazione complessiva di tutti i partner del proetto, con i quali sono stati mantenuti i contatti in vista di una partecipazione ai progetti europei Interreg IVC per i quali si sta predisponendo una proposta. È stata pubblicata la Ricerca “Repertorio dei meccanismi di danno, delle Tecniche di intervento e dei relativi costi negli edifici in muratura (ricerca conclusa alla fine del 2006). Per il Progetto 2) è in corso la stampa di una specifica pubblicazione. Per la Collaborazione 3) sono state effettuate indagine e vautazione su edifici campione per programmare interventi antisismici preventivi.Per il Progetto 5) è in corso la costruzione della prevista banca dati e la definzione di procedure per l’emergenza post-terremoto. Per il Progetto 4) si stanno fornendo alla Regione informazioni utili e procedure per interventi preventivi sulle scuole e gli edifici di culto così come per il progetto 6) tenendo conto delle nuove normative in zona sismica e rpomuovendo corsi di formazione per i tecnici.


Punti critici N.D.

Collaborazioni Le collaborazioni attualmente in corso sono con la Regione Molise, con l’Università degli Studi di Genova (Dipartimento di Ingegneria delle Costruzioni, dell’Ambiente e del Territorio - DICAT)e con alcuni partner europei nell’ambito dei progetti europei in corso. Sono prevedibili prossimamente collaborazioni con il Comune dell’Aquila e la Regione Abruzzo .


Targeting e inibizione dell’angiogenesi

Descrizione generale Progetto: Progettazione di nuove molecole con specifiche proprietà

biochimiche Tipologia di ricerca: Progetti relativi a linee tematiche a carattere strategicoIstituto esecutore: Istituto di chimica del riconoscimento molecolareSede svolgimento attività: Sede principale IstitutoDip. di prevista afferenza: Progettazione MolecolareResponsabile indicato: ZANDA MATTEO Risultati conseguiti L’applicazione di metodologie sintetiche “target oriented” ha portato a risultati utili su più linee di ricerca. In particolare c/o ICRM (a) completata la sintesi totale delle tubulisine U e V (Zanda et al. Angew. Chem. Int. Ed. 2007, 46, 3526-3529)potenzialmente applicabile anche ad altre tubulisine e loro analoghi e (b) individuati diversi inibitori nanomolari fluorurati di MMP9 ed MMP3 di cui due cristallizzati come complesso col dominio catalitico di MMP9 e la loro struttura risolta via raggi-X, ottenendo importanti informazioni strutturali sul ruolo dei gruppi fluoroalchilici presenti(Zanda et al. J. Mol. Biol. 2007, 371, 989-1006). c/o ICB è stata progettata e realizzata la sintesi di una piccola libreria di otto ciclopeptidi ibridi contenenti nuclei amminoprolinici (Amp). Dai saggi di binding, è risultato che tutti i composti sintetizzati mostrano un’elevata capacità di legame nei confronti di entrambi i recettori alfaVbeta3 e alfaVbeta5, con IC50 nanomolari per due composti e addirittura picomolari per altri due derivati, evidenziata anche l’esistenza di due stati di affinità sul recettore alfaVbeta3, uno ad alta affinità ed uno a bassa affinità.

Risorse strumentali Per la parte di sintesi chimica le principali risorse strumentali sono costituite da: − NMR (250, 400, 500 MHz); − FT-IR con microscopio; − HPLC; − spettrometro di massa/HPLC; − polarimetro . Per i test biologici sono utilizzati: − termociclatore per PCR; − elettroforesi; − apparecchiatura per imaging.

Punti critici Niente da segnalare.

Collaborazioni ICRM collabora con: − KemoTech s.r.l. (Pula, CA) >sintesi tubulisine; − R&D Biopharmaceuticals >test biologici su tubulisine; − Ist. di Ricerche Farmacologiche Mario Negri >test su tubulisine e MMPs; − ETH di Zurigo >vedi IRFMN sopra; − Politecnico di Milano >sintesi di tubulisine e di MMPs e test di inibizione su MMPs; − Robert Huber, Nobel per la chimica nel 1988 c/o Ist. Max Planck di Martinsried (Zanda et al. J. Mol. Biol.

2007, 371). ICB collabora con: − Dip. Farmaceutico, Facoltà di Farmacia-Univ. di Parma. − Dip. di Chimica Organica ed Industriale, Facoltà di Scienze MMFFNN -Univ. di Milano. − Dipartimento di Chimica Organica-Univ. Firenze. − Dip. di Fisiopatologia Clinica, Unità di Medicina Nucleare-Univ. di Firenze. − Dip. di Chimica, Facoltà di Scienze MMFFNN -Univ. di Sassari. − Dip. Farmaco, Chimico, Tossicologico, Facoltà di Farmacia-Univ. di Sassari. − Dep. of Chemistry, University of Montreal, Canada. − Centro Interdisciplinare Studi Bio-molecolari e Applicazioni Industriali CISI-Milano. − Sigma-Tau, Pomezia, Roma. − Indena s.p.a. Milano.


− Molecular Medicine s.p.a. Milano. − Siena Biotech Siena. − National Institute for Medical Research, Mill-Hill London.


Progettazione mirata di Materiali Macromolecolari ad Architettura Controllata e/o Nanostrutturati per un Utilizzo Funzionale

Descrizione generale Progetto: Sistemi polimerici nanostrutturati, multicomponente e membrane

per applicazioni funzionali e strutturali Tipologia di ricerca: Progetti relativi a linee tematiche a carattere strategicoIstituto esecutore: Istituto per lo studio delle macromolecoleSede svolgimento attività: Sede principale IstitutoDip. di prevista afferenza: Progettazione MolecolareResponsabile indicato: SACCHI MARIA CARMELA Risultati conseguiti − Preparazione di nuovi catalizzatori a base di i) Fe e Co, ii) di organolantanidici, iii) Cr(II) rispettivamente per

la polimerizzazione e/o oligomerizzazione dell’etilene, per la sintesi di copolimeri random e a blocchi di etlene e comonomeri funzionalizzati, per la polimerizzazione di butadiene e norbornene;

− Preparazione e caratterizzazionre morfologica di nuovi materiali nanocompositi ottenuti i) per polimerizzazione “in situ” su nanotubi di carbonio e nanocariche lamellari ii) per “melt blending” di materiali polimerici commerciali e/o d sintesi con sistemi inorganici lamellari, eventualmente modificati;

− Produzione di copolimeri a base etilenica e propilenica con comonomeri non convenzionali (ciclici, ramificati e diolefinici) a microstruttura controllata;

− Determinazione delle proprietà molecolari, strutturali, chimico-fisiche e reologiche dei copolimeri e compositi prodotti;

− Costruzione di un metodo meccanico statistico originale, non-iterativo, con relativo programma di calcolo, basato sul campionamento di superficie a energia potenziale costante per la ricostruzione della densità degli stati di un sistema molecolare.

Risorse strumentali − Laboratori chimici per catalisi e polimerizzazione ad alta pressione. − Strumenti per NMR in soluzione e allo stato solido ( Bruker Avance-400, Bruker DMX-500 e Bruker AM WB-

200 per microimmagine). − Microscopia ottica ed elettronica (MO con piastra riscaldante,TEM, SEM, ESEM) e crio-ultramicrotomia. − Caratterizzazione spettroscopica e strutturale di solidi e superfici (XPS, EXAFS, WAXS, SAXS, BET). − Caratterizzazione chimico-strutturale dei materiali catalitici e polimerici con tecniche SANS, AFM, XRPD,

porosimetria, permeabilità, AA, UV-vis. − Caratterizzazione molecolare di materiali polimerici (GPC, viscosimetria). − Caratterizzazione termica e dinamico-meccanica (TGA, DSC, DMTA). − Caratterizzazione spettroscopica FT-IR per soluzioni e film in trasmissione e riflettanza. − Estrusore Brabender monovite, Mescolatore Brabender Plasticorder, Estrusore MasterLab. − Estrusore bivite DSE20 Brabender. − Estrusore monovite Brabender con Unità di filmatura Testa Piana (Casting, 0-2 mm spessore, 150 mm

larghezza) ed Unità di Stiro (take Off) Unisex. − Reometro Rotazionale AR2000 (stress controlled) TA Instrument.

Punti critici − L’incertezza relativa alla consistenza e allo sviluppo del capitale umano necessario alle attività proposte, per

il ridotto inserimento di giovani ricercatori e i numerosi pensionamenti avvenuti e prevedibili. − Necessità di investire la gran parte dei fondi derivanti da finanziamenti esterni contratti a tempo

determinato e in assegni di ricerca piuttosto che nelle indispensabili spese di ammodernamento e/o acquisto di strumenti e apparecchiature “piccole-medie”.

− La mancanza di fondi per acquisire o completare l’acquisizione di “grandi” apparecchiature, senza le quali è difficile mantenere la competitività della Commessa.

Collaborazioni Partners universitari: − Università di Milano(DISTAM)(prof.Piergiovanni); − Università di Genova (prof. Turturro, prof.Alfonso, prof. Ferrando); − Università degli Studi di Firenze (prof. Menichetti, dr. Frediani, dr.Mordini, prof.Gatteschi, dr. Sorace); − Università di Siena (Prof. Laschi);


− Università di Pisa (Prof.Ciardelli); − ISTM-CNR Milano (dr. Psaro, dr.Dal Santo); − Politecnico di Milano (Prof.Meille); − Università di Napoli (Prof. Pirozzi); − Albert-Ludwig University Freiburg (D)(prof. Mulhaupt); − Aachen University (D)(prof.Okuda); − University of Mons-Hainaut (B)(prof.Dubois); − Russian Academy of Sciences(Dr.Yakhvarov), − Chinese Acadamy of Science (prof.Yin), − University of Concéption, Chile (Prof. Rivas). Partners industriali: − Basell Poliolefine S.p.a.(I); − TICONA-GmbH(D); − ITP (I); − Pirelli Tyre SpA (I); − Società Solvey Solexis, − ACTA S.p.A.(I); − Crosspolimeri (Lucca); − Total Petrochemicals Research (B); − Nanocyl (B). − Auser Polimeri (Castelnuovo Garfagnana), − Fidia, − NTERCOS, − ROHM and HAAS. Gran parte delle ricerche sono svolte nel contesto di numerose collaborazioni finanziate da: − Comunità Europea, − MIUR, − regioni − fondazioni bancarie.


Processi catalitici per una chimica verde (Green Catalysis)

Descrizione generale Progetto: Prodotti e processi innovativi per la chimica sostenibile Tipologia di ricerca: Progetti relativi a linee tematiche a carattere strategicoIstituto esecutore: Istituto di scienze e tecnologie molecolariSede svolgimento attività: Sede principale IstitutoDip. di prevista afferenza: Progettazione MolecolareResponsabile indicato: POZZI GIANLUCA Risultati conseguiti Rilascio di un’opzione di licenza per il brevetto PCT/IT2006/000258 “Metodo per la produzione di biodiesel da oli ad elevato numero di iodio”. Deposito di una domanda EP riguardante metodi di deacidificazione e (trans)esterificazione di materie grasse su catalizzatore solido acido. Reazioni di esterificazione RCOOH + ROH (1/1 mol/mol) catalizzate da sistemi metal-free, procedono con rese quantitative in sistemi FBS in assenza di sistemi di rimozione di H2O. Sintesi di catalizzatori a base di Ti ancorato su supporti mesoporosi a vario grado di idrofilia per l’ossidazione selettiva di materie prime rinnovabili. Realizzazione di una sonda chimica per valutare l’effetto di liquidi ionici a base di imidazolio sul meccanismo di reazioni campione. Lo studio di reazioni di copolimerizzazione CO-etilene e di idrogenazione selettiva di olefine e chetoni in presenza di complessi di Pd o Ru di leganti fosfinici mono e bidentati ha evidenziato il ruolo del solvente sull’attività catalitica e la produttività del processo. Determinazione dell’influenza del supporto inorganico e delle dimensioni di nanoparticelle di metallo (Cu, Au ed Ag) sull’attività catalitica in ossidazioni aerobiche.

Risorse strumentali Gas-cromatografi; HPLC; Spettrometri FTIR; Spettrometri UV-Vis per soluzioni e stato solido; Reattori discontinui e continui per reazioni ad alta pressione; Glove-box; Apparecchi per lo studio dell’assorbimento dei gas a temperatura programmata (TPR, TPO, TPD); Apparecchi NMR multinucleari per soluzioni e stato solido; NMR operante ad alta pressione; Spettrometri di massa; Apparecchi per la caratterizzazione spettroscopica e strutturale di solidi e superfici (XPS, EXAFS, WAXS, SAXS, BET); Diffrattometri raggi X singolo cristallo e polveri.

Punti critici Andrebbe perseguito l’obiettivo di individuare ulteriori possibili partners industriali interessati alle applicazione delle nostre ricerche. Da un punto di vista strettamente scientifico, andrebbe approfondito lo studio di metodi spettroscopici per la caratterizzazione del grado di idrofobicità di catalizzatori solidi, in particolare per quanto riguarda quelli a base di Titanio. Per quanto riguarda i processi di ossidazione selettiva in fase eterogenea, la ricerca richiede l’impiego di tecniche analitiche non convenzionali come TEM, ESEM, ICP, e sarebbe utile individuare enti e strutture esterne presso le quali reperire le competenze necessarie ad uno studio più completo dei sistemi da noi messi a punto. In generale, sarebbe auspicabile l’acquisizione di nuovo personale ricercatore a tempo determinato e/o indeterminato, ma anche di personale in formazione come borsisti e studenti di dottorato.

Collaborazioni Molte attività della commessa sono condotte in stretta collaborazione con gruppi di ricerca esterni al CNR riportati in dettaglio nelle schede dei vari moduli. Tali collaborazioni sono di tipo sia scientifico/informale che più specificamente legate alla partecipazione comune a reti di ricerca e progetti istituzionali nazionali ed internazionali come il Network EC IDECAT (Integrated Design of Catalytic Nanomaterials for a Sustainable Production), l’azione COST D29 (gruppo di lavoro New Fluorous media and processes for Cleaner and Safer Chemistry. In ambito CNR, esiste una forte interazione con la Commessa PM.P03.002 “Processi catalitici per la produzione ad alta efficienza e selettività (chemo-, regio- , stereo- ed enantio-) di fine chemicals”. Oltre a queste collaborazioni, va sottolineata quella strutturale con l’Università degli Studi di Milano (Dipartimento di Chimica Organica, Dipartimento di Chimica Inorganica e Metallorganica, Centro Interdisciplinare Materiali ed Interfacce Nanostrutturati) che risulta fondamentale per lo svolgimento delle attività di ricerca del modulo PM.P03.004.002.


Nuovi materiali per produzione, purificazione e ‘storagè di idrogeno

Descrizione generale Progetto: Prodotti e processi innovativi per la chimica sostenibile Tipologia di ricerca: Progetti relativi a linee tematiche a carattere strategicoIstituto esecutore: Istituto di scienze e tecnologie molecolariSede svolgimento attività: Sede principale IstitutoDip. di prevista afferenza: Progettazione MolecolareResponsabile indicato: PSARO RINALDO Risultati conseguiti Caratterizzazione multitecnica di catalizzatori a base di rodio utilizzati nell’ossidazione parziale del metano, studio dell’effetto del precursore e del carico metallico. Messa a punto di apparato CVD per la preparazione di catalizzatori. Messa a punto di un device per la scissione fotoelettrocatalitica dell’acqua. Bioidrogeno: isolati 5 ceppi batterici ed archea in grado di produrre idrogeno. Inoltre utilizzando il batterio estremofilo Thermotoga neapolitana, di cui è già nota la capacità di produrre interessanti quantitativi di biogas per fermentazione di glucosio, è stato anche completato lo sviluppo delle metodiche analitiche per il monitoraggio microbiologico e biochimico del processo fermentativo. È stato possibile ottenere e caratterizzare una serie di membrane composite con diversi spessori dello strato denso di Hyflon e con diverse morfologie del supporto poroso di PEEKWC, un poli(eter eter chetone) modificato. Si sono ottenuti MOF con difosfonati, bipiridine e formiati metallici per sintesi solvotermica e testati come materiali per H-storage. Si è studiata con metodi DFT l’attivazione dell’idrogeno in acqua tramite Ru-PTA.

Risorse strumentali Camere di reazione e apparati EXAFS-MS e DRIFTS-MS; HRTEM; Apparati per analisi TPR; GC-MS della ThermoQuest con quadrupolo per analisi di MS/MS; ESI LC-MS/MS quadrupolo-TOF della MicroMass interfacciato con HPLC Alliance e detector a fotodiodi della Waters; GC con TCD della Carlo Erba; Spettrometri NMR ad alto campo (200, 300, 400 e 600 MHz). Catlab, MS QIC-20. HPNMR. IR, UV/vis, HPIR, Glove box, Diffrattometri a raggi-X (Convenzione CRYST), Raman, SEM e TEM (CeME); Impianto di filatura di membrane in configurazione di fibra cava e ‘coltellì per la spalmatura manuale di membrane piane. Strumento per lo studio della permeabilità di gas e di vapore delle membrane composite.

Punti critici Nonostante la realizzazione di un prototipo (presentato nello stand del CNR al World Energy Conference di Roma – Novembre 2007) per la produzione di idrogeno dalla fermentazione di materiale organico, esistono ancora le criticità riguardanti l’efficienza del processo e la produzione del biogas in continuo. Alcune membrane hanno una limitata stabilità delle prestazioni nel tempo e sotto sforzo causa le proprietà meccaniche relativamente scarse (elevata fragilità) dei polimeri vetrosi florurati e causa la mancanza di buona adesione a substrati porosi. I test di assorbimento di H2 sui formiati metallici hanno mostrato scarsa funzionalità sorbente, il focus della ricerca H-storage sarà spostato sulla attivazione reversibile di amminoborani e derivati. Complessi CpRu(PTA)2Cl per l’attivazione di idrogeno in acqua hanno mostrato attività nella conversione di bicarbonati a formiati.

Collaborazioni − Politecnico di Milano (Prof. A. Beretta); − Università degli studi di Bologna (Prof. A. Vaccari); − Università di Roma (Prof. D. Gazzoli). − Università Di Padova (Facoltà di Biologia, Prof. Giorgio Giacometti); − ENEA (Dr. Giulio Izzo), − CNR-Istituto dei Sistemi Eterotrofi (Dr. Giuseppe Torzillo), − CNR-Istituto di (Dr. Giuseppe Torzillo), − CNR Istituto di Chimica e Tecnologia dei Polimeri (Dr Mario malinconico), − Università di Firenze (Prof. Roberto De Philippis); − Università di Verona (Facoltà di Biologia, Prof. Roberto Bassi). − EPFL Lausanne, CH; − UNIFirenze, Dip. Chimica e Biotecnologia Agraria; − UNIPerugia; − UNITrieste;


− UNIParma; − UAB Barcelona; − INEOS RAS Moscow; − LCC-CNRS Toulouse; − Regione Toscana; − Thermphos Int., EC.


Biocatalizzatori

Descrizione generale Progetto: Prodotti e processi innovativi per la chimica sostenibile Tipologia di ricerca: Progetti relativi a linee tematiche a carattere strategicoIstituto esecutore: Istituto di chimica del riconoscimento molecolareSede svolgimento attività: Sede principale IstitutoDip. di prevista afferenza: Progettazione MolecolareResponsabile indicato: RIVA SERGIO Risultati conseguiti In accordo con la proposta approvata, nel 2007 l’attività dei due Moduli in cui si articola la commessa “Biocatalizzatori” si è occupata di: − caratterizzazione e utilizzo di enzimi idrolitici; − studio di applicazioni sintetiche della biocatalisi; − problematiche legate allo scaling-up dei procesi biocatalizzati. I risultati specifici ottenuti sono dettagliati nelle schede dei rispettivi Moduli. Dal punto di vista della visibilità nazionale e internazionale, i risultati di queste ricerche sono stati oggetto di una domanda di brevetto depositata nel 2007, oltre che di più di 20 articoli su riviste internazionali, e di 1 capitolo di libro. Inoltre i risultati ottenuti sono stati oggetto di relazioni a convegni nazionali e internazionali, molte su invito, e di seminari in Università e centri di ricerca Italiani e stranieri.

Risorse strumentali Sono state utilizzate le risorse (strumentali e umane) a disposizone dei ricercatori coinvolti nell’attività della commessa.

Punti critici Un punto critico continua ad essere la strumentazione di laboratorio, in alcuni casi ormai obsoleta, che necessiterebbe di miglioramento sia come up-grading che come sostituzione o nuove acquisizioni. Non è possibile continuare a “tamponare” le emergenze come si è fatto negli ultimi tre-quattro anni. Un altro punto critico continua da essere la necessità di poter inserire nuovo personale sia a tempo indeterminato che a tempo determinato (in particolare dottorandi).

Collaborazioni I ricercatori della Commessa si relazionano significativamente con scienziati italiani e stranieri attivi nel settore della biocatalisi. Molte di queste collaborazioni sono codificate nell’ambito di accordi ufficiali tra Enti Italiani (CNR, Ministero degli Esteri, ...) e le corrispondenti istituzioni straniere.

Commento ad eventuali scostamenti tra le entrate previste e quelle realizzate nell’anno corrente Non si sono riscontrati scostamenti significativi tra le risorse esterne previste e quelle effettivamente incassate.


Materiali Polimerici Compositi e Nanostrutture per Optoelettronica, Fotonica e Relativi Dispositivi

Descrizione generale Progetto: Sistemi nanorganizzati con proprietà elettroniche, fotoniche e

magnetiche Tipologia di ricerca: Progetti relativi a linee tematiche a carattere strategicoIstituto esecutore: Istituto per lo studio delle macromolecoleSede svolgimento attività: Sede principale IstitutoDip. di prevista afferenza: Progettazione MolecolareResponsabile indicato: DESTRI SILVIA MARIA Risultati conseguiti − Copolimeri a base tiofenica e periledimmidica e blend con PAT( donore) e derivati perilenici (accettori)per

applicazioni fotovoltaiche . − Oligomeri a mobilità p-n diversamente funzionalizzati per lo sviluppo di materiali ambipolari. − Copolimeri coniugati a blocchi polifluorene-polifluorenbenziditiazolo con emissione nel blu o

contemporaneamente nel blu e verde;complessi con Europio per emissione nel rosso e preparazione di blend polimeriche con PVK e PMMA.

− -Studio strutturale e morfologico di film sottili di PAT in prototipi di OFET con tecniche XRD e AFM accoppiate a diffrazione da sincrotrone.

− Studio strutturale di polveri e film di oligomeri per dispositivi FET. − Preparazione e caratterizzazione di cromofori inseriti in host (ciclodestrine, DCA, PHTP, zeoliti L). − Analisi spettroscopiche di efficienze di emissione e trasferimenti risonanti di energia tra sistemi host-guest e

polimeri coniugati per studiarne l’interazione.-Studio di film fotoattivi (PCBM come accettore, ed polimeri a base ditienotiofenica come donori, per celle solari a bulk heterojunction:caratterizzazione fotofisica, assemblaggio e caratterizzazione fotovoltaica di dispositivi prototipo.

Risorse strumentali − Attrezzatura da laboratorio chimico con sistemi vuoto-azoto. − Spettrofotometri UV-Vis-NIR,FTIR, scattering Raman, Spettrometri NMR Advaced Bruker 400MHz

multinucleo e Bruker 500MHz . Cromatografo ad esclusione con Indice di rifrazione,assorbimento elettronico e light scattering come rivelatori.

− Attrezzature per analisi termica a scansione,e termo gravimetria. − Evaporatore per organici alto vuoto ed ultra-alto vuoto con più celle di deposizione, vasca Langmuir

Blodgett, spin-coater, elettrospinning. − Dry-box con evaporatore per elettrodi metallici e spin-coater e multimetro HP , banco ottico per valutazione

fotoelettrica di OLED e celle fotovoltaiche. − Attrezzature per elettroassorbimento, per assorbimento fotoindotto e per la determinazione degli spettri di

azione. − Attrezzature per determinazione di fluorescenza, elettroluminescenza e efficienza di fotoluminescenza

Microscopio a fluorescenza e confocale accoppiato mediante fibra ottica con apparato di fotoluminescenza ed elettroluminescenza NIKON ECLISPE TE2000-U.

− Microscopio a scansione di sonda AFM/STM/K-probe NTMDT. − Diffrattometri RX a basso( Kratky Anton-Paar) ed alto angolo (Siemens D-500) a temperatura variabile.

Punti critici − Riguardano la stabilità dei materiali polimerici sottoposti a tensioni e correnti in ambiente non inerte. Una

ulteriore stabilizzazione è necessaria mediante l’utilizzo di sistemi più protetti o di materiali più stabili (basso HOMO).

− Basso tempo di vita di celle fotovoltaiche: ottimizzazione dell’incapsulamnto. − Controllo dell’energy transfer in copolimeri a blocchi semiconduttori o in blend in modo che il sistema

donatore non trasferisca completamente la propria eccitazione. Per evitare il totale trasferimento dell’eccitazione si modificheranno i rapporti tra i blocchi si introdurranno spaziatori ingombranti tra copolimero e complessi si modificherà la morfologia dei blend.

− Difficoltà nella realizzazione di contatti elettrici nella preparazione di OLED con zeoliti per l’iniezione di cariche: verranno preparati inizialmente blend di polimeri semiconduttori con zeoliti di piccole dimensioni.

− Mancanza di programmazione per l’assunzione di personale che vanifica la formazione di assegnisti e precari con troppo alto tunr-over.


− Mancanza di un finanziamento minimo garantito sufficiente all’effettivo funzionamento dell’istituto.

Collaborazioni − IENI (Pd); − ICIS (Pd); − ISMN (Bo); − ISOF (Bo); − ISTM , IFP e IBBA (Mi); − ISM (Roma); − IC(Ts); − Politecnico di Milano Dip.ti Elettronica e Chimica; − Università di Milano Dip. di Chimica; − Università di Milano Bicocca Dip. Scienza dei Materiali; − Università di Bari Dip.di Chimica; Università di Catania Dip.di Scienze Chimiche; − Politecnico di Torino Dip.di Elettronica; − Università di Genova Dip.di Chimica Industriale; − Università di Cagliari Dip.di Fisica; − National Nanotechnology Lab. dell’INFM (Lecce); − Stazione Sperimentale Seta; − Dip.di Ing. Fisica Wildau University(G);; − Max Planck Institute for Polymer(G);, − Mainz e Fraunhofer Institute(G);, − Teltow(G);, − University of Tubingen(G);, − Maximilians Universität, Wuerzburg(G); − Dep.of Physics, Graz University e Kepler Universität, Linz e Konarka Austria, Linz(A); − University of Mons, Chemistry Dep.”Materia Nova” Universiteit Hasselt, Diepenbeek(B); − Imperial College-London Dep.of Physics; − IMEC, Leuven, Belgium; − Universidad Autonoma, Madrid (E); − Technische Universiteit, Eindhoven e University of Groningen(ND); − Institute Physical Chemistry - PAS, Warszawa(PL); − Haute Ecole Les Arcs e Comelec(CH)., − La Chaux de Fonde(CH)., − Bern University of e Zurig University(CH).


Componenti molecolari, supramolecolari o macromolecolari con proprietà fotoniche ed optoelettroniche


magnetiche Tipologia di ricerca: Progetti relativi a linee tematiche a carattere strategicoIstituto esecutore: Istituto di scienze e tecnologie molecolariSede svolgimento attività: Sede principale IstitutoDip. di prevista afferenza: Progettazione MolecolareResponsabile indicato: CAVAZZINI MARCO Risultati conseguiti Le ricerche svolte hanno prodotto, come atteso, un buon numero di lavori scientifici insieme ad una ampia attività divulgativa ottenuta mediante la presentazione dei risultati ottenuti a convegni nazionali e internazionali. È stata svolta inoltre un’ampia attività di formazione come è dimostrato dal numero di borsisti, assegnisti e contrattisti che hanno svolto e svolgono tuttora attività di ricerca nella commessa. Le pubblicazioni prodotte coprono molti settori quali: ottica non lineare, assorbimento multifotonico (TPA) emissione sensibilizzata di luce da complessi di cationi lantanoidei, studio dei processi di trasferimento di elettroni e/o di energia in complessi metallici polinucleari a topologia definita, funzionalizzazione e nanoorganizzazione dei componenti molecolari NLO attivi e fotoattivi su superfici solide, acquisizione di conoscenze fondamentali per il controllo dei processi elementari e uso di metodi quantomeccanici per l’interpretazione delle proprietà molecolari ed elettroniche. Sono state prodotte finora 21 pubblicazioni su riviste internazionali di alto prestigio e 25 partecipazioni a congressi contribuendo con conferenze plenarie e seminari spesso a invito.


Punti critici N.D.

Collaborazioni Le ricerche nella preparazione dei materiali nanostrutturati proprietà fotoniche ed optoelettroniche, mediante un approccio molecolare, sono fortemente interdisciplinari pertanto, per il raggiungimento degli obiettivi, sono previste collaborazioni con gruppi di ricerca di università nazionali ed internazionali, con altri gruppi del CNR. Delle collaborazioni in atto quelle più attive sono: − Dipartimento di Chimica Inorganica Metallorganica e Analitica - Università di Milano; − Dipartimento di Chimica Fisica ed Elettrochimica - Università di Milano; − Dipartimento di Chimica Organica e Industriale - Università di Milano; − Dipartimento di Chimica - Università di Padova; − Dipartimento di Chimica - Università di Perugia; − Dipartimento di Chimica Inorganica, Chimica Analitica e Chimica Fisica – Università di Messina; − Istituto di Sintesi Organica e Fotoreattività (CNR - ISOF) Bologna; − Università della California (Santa Barbara) USA; − École Normale Supérieure de Cachan (Parigi) Francia; − Università di Cranfield (Cranfield) UK.


Sistemi funzionali a nanoparticelle magnetiche


magnetiche Tipologia di ricerca: Progetti relativi a linee tematiche a carattere strategicoIstituto esecutore: Istituto di scienze e tecnologie molecolariSede svolgimento attività: Sede principale IstitutoDip. di prevista afferenza: Progettazione MolecolareResponsabile indicato: PONTI ALESSANDRO Risultati conseguiti Disegno strutturale di molecole surfattanti innovative per rendere più stabile lo strato organico protettivo delle nanoparticelle e per modularne l’interazione con l’ambiente al fine di modularne la solubilità. Tecnologia di sintesi di NPM di ossidi di ferro ferrimagnetici: si è trovato che il doppio legame presente nella catena alifatica subisce trasposizione in percentuale notevole e dipendente dalle condizioni di sintesi, p.es. solvente di reazione. Tecnologia di sintesi di NPM di calcogenuri metallici antiferromagnetici: è stato individuata una metodologia innovative per separare gli stadi di nucleazione e crescita delle nanoparticelle. Realizzazione di NPM funzionalizzate: è stata dimostrata la possibilità di funzionalizzare le NPM pro-funzionalizzate con catene oligoetilenglicoliche di varia lunghezza per modularne la solubilità, fino ad arrivare alla solubilità in fase acquosa. Parte dei risultati sono stati comunicati al congresso “Nanoparticles: New Opportunities and Challenges for Colloid Scientists” tenutosi presso University of Warwick, Coventry, GB in data 28-30 marzo 2007; altri sono stati sottomessi per la pubblicazione.

Risorse strumentali − Piattaforma automatizzata di sintesi - ad alta temperatura e in atmosfera controllata - di nano particelle; − Microscopio EF-TEM Zeiss LEO 912AB 120 kV; − Spettrometro NMR Bruker Avance 400; − Spettrometro EPR/ENDOR Bruker Elexsys 560; − Spettrofotometro IR BioRad FT40; − Magnetometro SQUID Quantum Design XL5; − Diffrattometri a raggi X per polveri Philips PW 1820 e Bruker D8; − Spettrometro XPS M-probe Surface Science Instruments.

Punti critici Dimostrazione della effettiva pro-funzionalità delle NPM di magnetite che portano sulla superficie gruppi ossidrilici: si è dimostrato che il gruppo ossidrile superficiale è reattivo come un normale gruppo ossidrile, che può subire reazioni di esterificazione, di omologazione e di trasformazione. Si possono creare NPM pro-funzionali specializzate per una singola classe di reazioni (p. es. SN2) oppure renderle funzionali, p. es, rendendole solubili in fase acquosa come richiesto dalle applicazioni biomediche. È stato attaccato intensivamente il problema di ridurre la dispersione dei diametri delle NPM di calcogenuri di manganese variando precursore, surfattante, solvente e condizioni sperimentali.

Collaborazioni − Dipartimento di Chimica Organica e Industriale, Università di Milano; − Dipartimento di Chimica Fisica ed Elettrochimica, Università di Milano; − Dipartimento di Chimica Strutturale e Stereochimica Inorganica, Università di Milano; − Centro Interdipartimentale di Microscopia Avanzata, Università di Milano; − Centro Interdisciplinare di Studi Bio-Molecolari e Applicazioni Industriali, Università degli Studi di Milano.

Commento ad eventuali scostamenti tra le entrate previste e quelle realizzate nell’anno corrente Per quanto riguarda l’accesso a fondi interni a gestione diretta 2007, la commessa ha ottenuto il 60% dei fondi ottenuti nell’anno 2006.


Nanosistemi organizzati di magneti molecolari

Descrizione generale Progetto: Progettazione e modifica su base molecolare di film e di interfacce Tipologia di ricerca: Progetti relativi a linee tematiche a carattere strategicoIstituto esecutore: Istituto di scienze e tecnologie molecolariSede svolgimento attività: Sede principale IstitutoDip. di prevista afferenza: Progettazione MolecolareResponsabile indicato: GATTESCHI DANTE Risultati conseguiti − Ottenimento mediante sintesi mirate di monostrati ed anche molecole isolate di derivati del Mn12 e Fe4 su

superfici di oro. Si è trattato dei primi esempi riportati che questi aprono la strada ad eccitanti prospettive per l’applicazione di queste molecole.

− Ottenimento di sistemi SCM contenenti ioni delle terre rare. A questo proposito è stata studiata la dipendenza dall’anisotropia di singolo ione delle proprietà magnetiche statiche e dinamiche. Per arrivare a questa razionalizzazione sono stati anche sintetizzati e studiati i mattoni molecolari che costituiscono i SCM in forma non connessa.

− Ottenimento di NNP di magnetite, cobalto-ferrite e manganoferrite essenzialmente monodisperse di dimensioni comprese, a seconda della famiglia, nell’intervallo 2-10 nm.

− Ottenimento dei primi sistemi che mostrano tautomeria di valenza attorno a temperatura ambiente. − Ottenimento del primo spettro ESN-STM registrato a temperatura su una singola molecola di radicale

deposto su oro.


Punti critici N.D.

Collaborazioni Le collaborazioni con commesse all’interno del progetto sono state le seguenti: − Padova: analisi mediante tecnica XPS di tioli e di SMM funzionalizzati depositati su superfici di oro come

molecole isolate e come SAM e come ricoprimento di nanoparticelle. Analisi dei prodotti bulk di partenza. − Milano: sviluppo di sistemi chimici di origine molecolare che possiedano funzionalità magnetiche ed ottiche. − Catania: sviluppo di metodologie chimiche per l’attacco su superficie di Si monocristallino di SMM

opportunamente funzionalizzati e di cavitandi atti ad ospitare SMM non funzionalizzati. Analisi XPS dei vari step di reazione.


Sviluppo di Microsistemi Analitici

Descrizione generale Progetto: Tecnologie abilitanti nel drug discoveryTipologia di ricerca: Progetti relativi a linee tematiche a carattere strategicoIstituto esecutore: Istituto di chimica del riconoscimento molecolareSede svolgimento attività: Sede principale IstitutoDip. di prevista afferenza: Progettazione MolecolareResponsabile indicato: CHIARI MARCELLA Risultati conseguiti L’attività svolta ha portato alla: − Sintesi di nuove molecole, esteri ditiobenzoici, agenti trasferitori di catena per polimerizzazioni RAFT. Sono

stati messi a punto protocolli per il rivestimento delle superfici di vetro, oro e silicio utilizzando sia polimeri RAFT che polimeri ottenuti medianti protocolli di sintesi radicalica convenzionale. I risultati ottenuti sono documentati mediante pubblicazioni scientifiche e relazioni a congressi. Nell’ambito dei progetti comunitari NANOSPAD e TRACEBACK sono stati messi a punto metodi per l’analisi di IgE in formato microarray e per la determinazione di patogeni nel latte. Ampie relazioni sui risultati conseguiti nell’ambito di tali progetti sono disponibili sui rispettivi siti Web: http://www.nanospad.org e http://www.traceback-ip.eu.

− Sintesi e caratterizzazione elettrochimica di sonde molecolari costituite da una gruppo poliferrocenilico legato ad un amminoacido o ad un monomero di PNA e supportato su un oligomero di polivinilpirrolidone (PVP) funzionalizzato con un gruppo carbossilico terminale e dotate di attività elettrochimica che le rende adatte ad un utilizzo in biosensing (J.Organomet.Chem. 2007).

Risorse strumentali Sono state utilizzate le seguenti risorse strumentali: − Piccole-medie: spettroscopia FTIR, spettrofotometri e fluorimetri, sistema HPLC per cromatografia ad

esclusione molecolare, fase inversa e scambio ionico. Attrezzature per la purificazione di monomeri e polimeri, centrifughe, stufe da vuoto, liofilizzatori, pompe ad alto vuoto. Reattori per sintesi di polimeri iniziate da plasma, attrezzatura per biologia molecolare, comprendente termociclatori per reazioni di PCR.

− Grandi: Piattaforma per microarray comprendente Sistema di Spotting, Stazione di ibridazione e Scanner per LIF , sistema multicapillare per separazione elettroforetica di prodotti di sequenza del DNA, NMR.

Punti critici Nelll’ambito della derivatizzazione di superfici un elemento di debolezza è la difficoltà incontrata nella caratterizzazione di film sottili su superfici inorganiche, in parte dovuta alla carenza di attrezzature di base determinata dalle storiche difficoltà nel reperimento di adeguate risorse economiche, in parte dovuta ad un intrinseca difficoltà dell’obiettivo che richiede competenze altamente specifiche e attrezzature costose. Per quanto riguarda i dispositivi microfluidici, esiste una difficoltà a sviluppare, in proprio, adeguate strutture microfluidiche su diversi materiali. Un rafforzamento delle competenze di microfluidica della commessa sarebbe inoltre auspicabile per migliorare il sistema di interfaccia micro-macroscala.

Collaborazioni I due moduli della commessa PM P06 003 collaborano attivamente tra loro. Il modulo ICRM collabora inoltre con : Dipartimento di Elettronica e di Informazione del Politecnico di Milano, per lo viluppo di nuova strumentazione; l’Istituto Sperimentale Italiano Spallanzani di Milano per lo sviluppo di saggi immunochimici; Dipartimento di Chimica e Ingegneria dei Materiali “Giulio Natta” del Politecnico di Milano, per la caratterizzazione di polimeri; Unità di Genomica per la Diagnostica di Patologie Umane, San Raffaele Milano per lo sviluppo di sistemi diagnostica molecolare, Department of Electrical and Computer Engineering, Boston University, per lo sviluppo di sistemi di rivelazione label free, J.R.C Ispra, per la caratterizzazione di film. Dipartimento di Ingegneria Meccanica e Industriale, Facoltà di Ingegneria, Università di Brescia. Il modulo ISTM collabora con il gruppo del Prof. S. Maiorana del Dipartimento di Chimica Organica e Industriale dell’Università di Milano. Gli studi elettrochimici sono in collaborazione con la Prof. P. Mussini del Dipartimento di Chimica Fisica ed Elettrochimica dell’Università di Milano.

Commento ad eventuali scostamenti tra le entrate previste e quelle realizzate nell’anno corrente Non si sono verificati significativi scostamenti tra le entrate previste e quelle realizzate nell 2007.


Strutturistica NMR e modellistica molecolare di proteine legate a processi patologici

Descrizione generale Progetto: Tecnologie abilitanti nel drug discoveryTipologia di ricerca: Progetti relativi a linee tematiche a carattere strategicoIstituto esecutore: Istituto per lo studio delle macromolecoleSede svolgimento attività: Sede principale IstitutoDip. di prevista afferenza: Progettazione MolecolareResponsabile indicato: ZETTA LUCIA Risultati conseguiti Nel triennio 2005-2007 l’obiettivo generale di questa Commessa è stato quello di definire le basi molecolari di eventi biologici coinvolti in alcune patologie molto diffuse, quali quelle − neurodegenerative (27 pubblicazioni); − oncologiche (13); − virali (9); − da ipossia (7); − dismetaboliche (4). Sono stati effettuati inoltre studi − di base (17); − funzionali (10). Sono state depositate strutture di proteine (4). Inoltre studi intercommessa sono stati eseguiti nel campo delle − macromolecole di sintesi (7); − del food (6). Totale pubblicazioni 100. Nel campo del food è stato anche depositato un brevetto (1).

Risorse strumentali − ultra-centrifuga; − LC-MS ESI ION TRAP; − Liofilizzatore; − sequenziatore di amminoacidi; − sintetizzatore automatico di peptidi; − spettrofluorimetro; − spettrofotometro; − spettrometro di massa ESI-ION TRAP; − workstation IBM ; − spettrometro per dicroismo circolare; − spettrometro MRI 200; − spettrometro NMR 400; − spettrometro NMR 500.

Punti critici Il punto critico fondamentale è rappresentato dalla possibilità di reclutare le figure di nuovi ricercatori per lo sviluppo organico dei progetti descritti. Si ritiene inoltre fondamentale la possibilità di poter disporre di borse di studio da attribuire a giovani e meritevoli ricercatori. Un ulteriore punto critico è rappresentato dalle possibilità di utilizzare sistemi ad alte prestazioni per i calcoli di chimica computazionale. Molto spesso è stato necessario ricorrere alle Large Scale Facilities o a laboratori meglio attrezzati dal punto di vista strumentale per effettuare esperimenti NMR a campi magnetici superiori a quelli posseduti dalla Commessa. La strumentazione NMR dovrebbe essere fortemente rinnovata al fine di permettere alla commessa di essere competitiva a livello europeo.

Collaborazioni − UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI MILANO − UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI ROMA LA SAPIENZA


− ISTITUTO SUPERIORE DI SANITÀ − UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI ROMA TOR VERGATA − LUNDS UNIVERSITET − DIPARTIMENTO BIOTECNOLOGIE AGRO-INDUSTRIALI - UNIVERSITà DI VERONA − UNIVERSITA DEGLI STUDI DI BRESCIA -SCIENZE BIOMEDICHE E BIOTECNOLOGIE − SIGMA TAU INDUSTRIE FARMACEUTICHE RIUNITE − ARPA EMILIA ROMAGNA - AGENZIA REGIONALE PREVENZIONE E AMBIENTE DELL'EMILIA

ROMAGNA − ISTITUTO DI RICERCHE FARMACOLOGICHE “MARIO NEGRI”, BERGAMO − DIAGNOSTICA E RICERCA SAN RAFFAELE S.P.A. − DIP.TO BIOCHIMICA E BIOLOGIA MOLECOLARE - UNIV. DI BARI − UNIVERSITÀ DI MODENA E REGGIO EMILIA - DIPARTIMENTO SCIENZE AGRARIE E DEGLI ALIMENTI


Proteomica e Metabolomica - Sviluppo ed applicazioni di metodologie innovative

Descrizione generale Progetto: Tecnologie abilitanti nel drug discoveryTipologia di ricerca: Progetti relativi a linee tematiche a carattere strategicoIstituto esecutore: Istituto di tecnologie biomedicheSede svolgimento attività: Sede principale IstitutoDip. di prevista afferenza: Progettazione MolecolareResponsabile indicato: MAURI PIETRO LUIGI Risultati conseguiti Secretoma di ceppi batterici di Pseudomonas aeruginosa isolati da pazienti affetti da fibrosi cistica (collaborazione con Ospedale Borgo Trento ed Università di Verona) − Studio dei meccanismi enzimatici correlati agli switch redox (in collaborazione con Prof. Ursini, Università

di Padova). − Protocolli per l’analisi proteomica MudPIT di membrane sia da tessuti (in collaborazione con Prof.

Condorelli, Dip. Medicina) che linee cellulari (in collaborazione con Dr.ssa Carnemolla, IST Genova). − Profili proteici (mappe) di tessuti cardiaci (in collaborazione con Prof. Condorelli, Dip. Medicina e Dr.

Catalucci, University of San Diego). − Analisi proteomica di tessuti paraffinati (in collaborazione con Prof. Solcia, IRCCS San Matteo, Pavia). − Introduzione di composti a base di 10 Boro in peptidi (in collaborazione con Longhi, IRCM Milano) ed

oligonucleotidi (in collaborazione con Dr. Cellai, Roma). − Caratterizzazione delle proteine che interagiscono con la Sca3 (in collaborazione con Prof. Tortora,

Università Milano Bicocca). − Caratterizzazione delle modifiche della proteina DerP1, in relazione all’attività antigenica (in

collaborazione con LoFarma S.p.A.). Risorse strumentali − Sistemi cromatografici bidimensionali accoppiati a spettrometri di massa a trappola ionica (2DC-MS/MS) –

Uno con trappola 3D ed uno con trappola lineare. − LC-MS a trappola ionica e quadrupolare. − MALDI-TOF. − Triplo quadrupolo. − Spettrometro a doppia focalizzazione (risoluzione>50000). − Sistemi HPLC (analitici e micro). − Elettroforesi capillare (4 diversi sistemi). − Elettroforesi bidimensionale (2Dgel). − Sistema per il calcolo parallelo (PVM) costituito da 24 CPU dedicato all’analisi proteomica.

Punti critici Le collaborazioni ed i risultati scientifici indicano che le infrastrutture e le competenze dei diversi moduli partecipanti alla presente commessa sono di primissimo livello; ma la competizione nazionale ed internazionale nell’affrontare le importantissime tematiche allo studio e correlate alla salute richiedono il miglioramento sia delle quantità minime rilevabili (sensibilità) sia della possibilità di distinguere molecole molto simili (risoluzione) e la possibilità di gestire grandi quantità di dati sperimentali. Tali punti critici possono essere affrontati e risolti con l’incremento di investimenti strumentali ed in nuovo personale al fine di sfruttare al meglio le competenze e le strategie innovative nei progetti attivati.

Collaborazioni − Dipartimento di Scienze Mediche e Chirurgiche, Malattie del Metabolismo; − Università di Padova; − Sezione Clinica Chirurgica II, Dipartimento di Scienze oncologiche e Chirurgiche, Università di Padova; − Dipartimento di Farmacologia e Anestesiologia, Università di Padova; − Tossicologia Forense e Antidoping, Azienda Ospedaliera di Padova, Padova; − Harvard Medical School; − Istituto di Biochimica e Biochimica Clinica, Università Cattolica, Roma; − Ist. Otorinol., Ist. Reumatologia,Ist. Pediatria, Roma – Cattolica; − University of Goteborg (Sweden); − Ist. Chimica Farmaceutica e Tossicologica, Università di Urbino;


− Dip. Scienze Appl. Biosistemi, Univ. Cagliari; − Dip. Scienze e Tecnol. Chimiche, Roma – Tor Vergata; − National Institute for Physiological Sciences, NINS, Okazaki – Japan; − Centro di Biologia Computazionale – Verona; − Dip.Biochimica, Università di Padova; − Dip. Patologia Università di Verona; − Istituto G. Gaslini, Genova; − Strahlenklinik, Essen (Germany); European JRC, Petten ((NL); − Ospedale S.Matteo-Pavia; − University of San Diego; − Dip. di Biotecnologie e Bioscienze Università di Milano- Bicocca; − Indena SpA, Milano; − Kedrion, Barga (LU); − LoFarma S.p.A. – Milano.

Commento ad eventuali scostamenti tra le entrate previste e quelle realizzate nell’anno corrente Non si segnalano particolari scostamenti rispetto a quanto previsto.


Sviluppo di metodologie di indagine genomica basate su piattaforme tecnologiche ad alta produttività

Descrizione generale Progetto: Tecnologie abilitanti nel drug discoveryTipologia di ricerca: Progetti relativi a linee tematiche a carattere strategicoIstituto esecutore: Istituto di tecnologie biomedicheSede svolgimento attività: Sede principale IstitutoDip. di prevista afferenza: Progettazione MolecolareResponsabile indicato: DE BELLIS GIANLUCA Risultati conseguiti Nel corso di questo anno sono stati conseguiti importanti risultati: Progetto antibioticoresistenze − è stato completamente sequenziato il genoma di acinetobacter baumanii responsabile di gravi infezioni

nosocomiali; − è stato sequenziato un ceppo di Pneumococco antibiotico resistente; − è stata completata la sequenza di Saccaropolispora eritraea ed è stata effettuata l’analisi trascrizionale

mediante microarray ad alta densità. Progetto NG-Lab: sono stati eseguiti esperimenti di sequenziamento di regioni genomiche umane ampie (oltre 100.000 basi) identificando mutazioni responsabili di patologia (oltre 400). Inoltre con lo stesso approccio sono stati sequenziati tutte le kinasi umane per un totale di 5 Mb. Utilizzando grandi frammenti amplificati del genoma mitocondriale si sono evidenziate regioni delete in campioni patologici Si è inoltre portata avanti l’annotazione del trascrittoma umano tramite approcci bioinformatici innovativi.parimenti si sono analizzati campioni di microRNa da tumori (leucemie).

Risorse strumentali − Sistema Lab-on-chip Bioanalyzer 2100 Agilent; − Coulter counter Beckman; − Stazione di ibridazione per microarray; − laser scanner Scanarray 5000; − Sistema di ultima generazione Affymetrix 2; − Genome sequencer GS FLX.

Punti critici L’enorme quantità di informazione genetica prodotta e analizzata mostra in estremo dettaglio il contenuto dei sistemi viventi. Tuttavia questa enorme potenza a disposizione risulta allo stesso tempo un punto critico dell’attività del laboratorio, in quanto la massa di dati generata e la relativa analisi rappresenta il collo di bottiglia di ciascun progetto di ricerca

Collaborazioni − IRCSS Università (sia nazionali che internazionali) Altri enti di ricerca (sia nazionali che internazionali)

Imprese: − ST Microelectronics; − UniMi; − UniPd; − NNL lab Lecce; − Sanofi Aventis Brindisi; − Scuola Normale Pisa; − Kedrion (Lu).


Bioinformatica e modellistica molecolare

Descrizione generale Progetto: Tecnologie abilitanti nel drug discoveryTipologia di ricerca: Progetti relativi a linee tematiche a carattere strategicoIstituto esecutore: Istituto di tecnologie biomedicheSede svolgimento attività: Sede principale IstitutoDip. di prevista afferenza: Progettazione MolecolareResponsabile indicato: ROVIDA ERMANNA Risultati conseguiti I risultati ottenuti in quest’ultimo anno nella commessa possono essere così schematizzati: − Messa a punto di metodologie high-throughput che sfruttano tecnologie computazionali ad alte prestazioni

(incluse le piattaforme GRID)per il docking molecolare e per l’analisi massiva dei dati. − Applicazioni di tali metodologie per screening su larga scala di librerie di ligandi (300000) con attività

farmacologica sulle neuraminidasi del virus dell’influenza aviaria (contesto progetto europeo EGEEII). − Modelling ed interpretazione strutturale tramite analisi computazionale di mutanti naturali, coinvolti in

patologie coagulatorie, della proteina C umana. − Sviluppo di database e interfacce web. − Procmd: una banca dati per le varianti della Proteina C. (www.itb.cnr.it/procmd). − Una banca dati per lo studio di domini funzionali in proteine del ciclo cellulare. (www.itb.cnr.it/cellcycle). − Caratterizzazione funzionale del gene SEL1L: si è osservata la specifica implicazione di SE1L nella

degradazione delle catene Ig-¼ orfane e la sua modulazione durante la differenziazione terminale delle B cells.

Risorse strumentali − Piattaforma informatica ad alta prestazione (280 core AMD, high speed) installata presso CILEA - Segrate

(Mi). − Cluster linux 9 nodi dual core AMD. − Workstations Silicon Graphics O2 e Octane dedicate alla grafica molecolare e docking.

Punti critici N.D.

Collaborazioni − Università di Milano – Dipartimento di Scienze e Tecnologie Biomediche; − Università di Milano- Unità di Ematologia e Trombosi – Ospedale San Paolo; − Università di Milano Bicocca – Dipartimento di Scienze dell’Ambiente e del Territorio; − CERN (Geneva - Switzerland); − INFN – Italia; − DKFZ (Germania); − CISI (milano); − Università di Genova –DIST (Genova); − CNRS (Centre National de la Recherche Scientifique) – Francia; − Università di Cagliari; − Parco Tecnologico Padano; − Università di Camerino; − Eurotech S.p.A.; − CEINGE (Napoli); − Ercim “Biomedical Informatics” (France); − Istituto Nazionale per la Ricerca sul Cancro (Genova); − CILEA (Segrate); − San Raffaele Scientific Park (DIBIT); − Leiden University Medical Center; − Whitehead Institure Cambridge.


Produzione di “quality libraries” di composti “drug-like”: Smac/DIABLO un caso studiato

Descrizione generale Progetto: Tecnologie abilitanti nel drug discoveryTipologia di ricerca: Progetti relativi a linee tematiche a carattere strategicoIstituto esecutore: Istituto di scienze e tecnologie molecolariSede svolgimento attività: Sede principale IstitutoDip. di prevista afferenza: Progettazione MolecolareResponsabile indicato: MANZONI LEONARDO PIERPAOLO Risultati conseguiti − BIOLOGIA: Èstato preparato uno standard noto in letteratura per la verifica dei dati riportati. Per la

validazione dei dati di letteratura è stato fatto un profiling dello standard in vitro e su cellule. Èstato messo a punto il test di binding per la misura dell’attività delle molecole della libreria sintetizzata. Su alcune molecole della libreria sono stati valutati i profili ADME per determinarne la possibilità di sviluppo come farmaci.

− CHIMICA: È stata sintetizzata una libreria focalizzata basata su indicazioni computazionali e X-Ray. − COMPUTAZIONALE: È stato messo a punto un modello previsionale per l’interazione con il dominio BIR3

di XIAP basato sul Docking per l’individuazione di potenziali nuove molecole da sintetizzare. Sono state fatte studi conformazionali della libreria focalizzata sintetizzata.

− X-RAY: Sono stati cristallizzati alcuni complessi tra il dominio BIR3 di XIAP-ligando che ci hanno permesso di capire meglio le interazioni coinvolte.

− NMR: Sono stati fatti studi conformazionali delle molecole in soluzione e in presenza del recettore. − ANALITICA: Sono stati messi a punto dei metodi di purificazione caratterizzazione della libreria prodotta.

Risorse strumentali Piccole-medie (valore 10,000-50,000 euro) − Normali apparecchiature e dotazioni per laboratori di sintesi. − Apparecchiature per la sintesi combinatoriale in soluzione e su supporto solido per la sintesi di librerie di

piccole dimensioni. − Apparecchiature per l’evaporazione e/o filtrazione contemporanea dei prodotti della sintesi

combinatoriale. − Apparecchiatura per l’idrogenazione in continuo. − Apparecchiature per i saggi biologici (Istituto dei Tumori, CISI). − Sistemi di purificazione automatici. − Apparecchio per la sintesi con microonde. − Computer e softwear per lo studio computazionale. Grandi (valore > 50,000 euro) − Bruker avance NMR 400 MHz con campionatore (ISTM, Università di Milano, CISI). − Bruker avance NMR 600 MHz con campionatore (Università di Milano, CISI). − HPLC (analitico e preparativo, UPLC) (Università di Milano, CISI). − MS (ion trap, quadrupolo, ESI, APCI, EI) (Università di Milano, CISI, ICB). − GC-MS (ICB). − Apparecchiature per raggi X di proteine (Università di Milano).

Punti critici Il principale punto critico individuabile, ma è anche uno dei principali pregi, è l’elevata interdisciplinarietà del progetto, che richiederà un notevole sforzo di pianificazione tra le varie piattaforme. Tale criticità potrà comunque essere agevolmente superata vista l’elevata professionalità ed esperienza del personale coinvolto nella ricerca e delle collaborazioni in atto. Un punto a favore è la possibilità di avere la maggior parte delle piattaforme riunite in un unico polo scientifico tecnologico come il (CISI), centro di Eccellenza dell’Università di Milano, con il quale è ormai avviata e collaudata una forte collaborazione. Dopo questo primo anno di attività della Commessa si può trarre la conclusione che esiste una forte collaborazione tra le varie piattaforme e che quindi il punto di maggior criticità potrà essere senza dubbio superato.

Collaborazioni − Università degli Studi di Milano – Dipartimento di Chimica Organica (Prof. Carlo Scolastico, Prof. Pierfausto

Seneci, Dr.ssa Donatella Potenza, Dr.ssa Laura Belvisi);


− Università di Milano –Dipartimento di Scienze Biomolecolari e Biotecnologiche (Prof. Martino Bolognesi); − CISI - Centro Interdisciplinare Studi biomolecolari e applicazioni Industriali (Centro di Eccellenza

riconosciuto dal MIUR) (Prof. Carlo Scolastico); − Istituto Nazionale dei Tumori di Milano (Dr. Domenico Delia). In particolare la possibilità di svolgere tali ricerche in collaborazione con il Centro di Eccellenza riconosciuto dal MIUR, CISI – Centro Interdisciplinare Studi biomolecolari e applicazioni Industriali, permetterà l’utilizzo di apparecchiature d’avanguardia nel campo dell’NMR, dell’analitica (Dr. Vincenzo Rizzo), della sintesi e della purificazione dei prodotti. Sono già in essere contatti con Aziende private interessate alla Commessa.


Nanobiotecnologie per lo studio delle interazioni molecolari

Descrizione generale Progetto: Tecnologie abilitanti nel drug discoveryTipologia di ricerca: Progetti relativi a linee tematiche a carattere strategicoIstituto esecutore: Istituto di scienze e tecnologie molecolariSede svolgimento attività: Sede principale IstitutoDip. di prevista afferenza: Progettazione MolecolareResponsabile indicato: MONTI DIEGO Risultati conseguiti Per la maggior parte degli obiettivi dichiarati sono stati fatti notevoli passi avanti. Sono state prodotte due nuove generazioni di nanoparticelle superparamegnetiche a base di ossido di ferro (rivestite di materiale organico o incapsulate in un guscio di silice universabile di spessore modulabile) che sono state internalizzate con successo in cellule dendritiche murine;si è sviluppata una nuova tecnica universale per la bioingegnerizzazione della superficie delle NP magnetiche e la loro caratterizzazione (lavoro in corso di pubblicazione).Si sono realizzate NP a base di ossido di gadolinio drogate con Eu(3+) come “dual-probes” per l’analisi MRI e microfluorimetrica. Èstato messo a punto un nuovo modello di NP core-shell per studi di proteomica impiegando la nostra tecnica DPS (pubblicazione Prosperi et al,ChemBioChem,2007,8,1021-1028).Si è sviluppata una nuova classe di leganti antimalarici facendo uso di metodologie innovative (sintesi MW) (pubbl. Melato et al, Eur.J.Org.Chem.,2007,6118–6123).

Risorse strumentali Piccole-medie (valore 10,000-50,000 euro) . − Normali apparecchiature e dotazioni per laboratori di sintesi. Grandi (valore > 50,000 euro) − Bruker avance NMR 400 MHz con possibilità di microimmagine(ISTM, Università di Milano, CISI); − Bruker avance NMR 600 MHz (Università di Milano, CISI); − Magnetorelassometro Bruker Minispec q20, disponibile presso collaborazione sede Bruker Biospin; − HPLC (analitico e preparativo, UPLC) (Università di Milano, CISI); − MS (ion trap, quadrupolo) (Università di Milano, CISI); − TEM (Università di Milano); − SEM (Università di Milano); − FTIR (ATR e RAS) (Università di Milano); − Apparecchi in forma di prototipo per studi di light scattering statico e dinamico (ISTM, Università di Milano).

Punti critici L’improvvisa crescita di interesse per le nanotecnologie in campo biomedico e, d’altro canto, lo scarso numero di gruppi che agiscono nel settore sul territorio nazionale (a livelli competitivi con l’attività svolta in campo internazionale), hanno condotto in questo anno al moltiplicarsi delle richieste di collaborazione e dell’attività direttamente derivante dagli obiettivi dichiarati nella commessa, rendendo evidente l’enorme scompenso tra le disponibilità della commessa e le necessità cui si deve far fronte. Attualmente la commessa è composta da un dirigente di ricerca e due ricercatori a tempo determinato, per i quali si chiede l’immediata stabilizzazione.

Collaborazioni Dipartimento di Chimica Organica Industr. - Milano, gruppo Prof. G.Russo per la funzionalizzazione delle NP con molecole saccaridiche; − CISI (Univ. Milano); − laboratorio di fisica dei fluidi complessi (Univ. Milano) per la caratterizzazione delle NP funzionalizzate.

Univ. Milano; − Dip. Chim. Org. Industr. (Prof. C.Scolastico, Prof. P. Ferruti); − Univ.Milano (gruppo del Prof. G. Lucignani, osp. S.Paolo, Prof. M.Clerici, osp. Sacco, Prof.

F.Corsi/E.Trabucchi, osp. Sacco) per le applicazioni biomediche e immunologiche delle NP (colture cellulari, imaging in vitro e in vivo, caratterizzazione).

− Bruker Biospin per la determinazione delle proprietà magnetiche delle NP. Dip. Med. Sper. e Patologia, Univ. Roma “La Sapienza” (Prof P.Bianco);

− Univ. “La Sapienza” (Prof. G.Condorelli, Dir. Dip. “Medicina” del CNR); − Facultè de Médicine Petié-Salpetriere Parigi (Fr); − Dep. Chemistry The Hong Kong University of Science and Technology, Kowloon, Hong Kong;


− Dip. Sanità Pubblica-Microbiologia-Virologia Univ. Milano; − WHO, Org. Mondiale della Sanità, Ginevra; − Liverpool Univ. and Liverpool School of Tropical Medicine, UK; − Swiss Tropical Inst., Switzerland; − Univ. Siena - European Research Center for Drug Discov. Dev.


Nanoingegneria chimica di nuovi materiali per lo sviluppo tecnologico e la qualità della vita mediante metodi computazionali ab-initio, diffrazione di raggi X ad alta risoluzione e descrittori quantistici della funzionalità

Descrizione generale Progetto: Modelling predittivo delle funzionalità in sistemi nanostrutturati di

interesse biologico e tecnologico Tipologia di ricerca: Progetti relativi a linee tematiche a carattere strategicoIstituto esecutore: Istituto di scienze e tecnologie molecolariSede svolgimento attività: Sede principale IstitutoDip. di prevista afferenza: Progettazione MolecolareResponsabile indicato: BARZAGHI MARIO Risultati conseguiti Nell’ambito delle attività sperimentali, è stata determinata mediante diffrazione di raggi X a diverse temperature, la struttura e la densità elettronica di sistemi supramolecolari caratterizzati da legami ad alogeno ed, in generale, di molecole di particolare interesse per la farmacologia e l’optoelettronica. È inoltre continuato lo sviluppo di algoritmi e software per l’analisi delle densità elettroniche sperimentali, al fine di ricavarne le proprietà molecolari (potenziale e momenti elettrostatici) ed energetiche (interazioni farmaco-recettore, riconoscimento molecolare, crystal engineering).Nell’ambito della modellistica computazionale, sono stati studiati e sviluppati descrittori quantistici molecolari per: a) descrivere a livello molecolare le proprietà dei materiali; b) guidare la sintesi di nuovi materiali attraverso la progettazione molecolare; c) individuare e comprendere i processi chimici fondamentali in ambienti complessi. In particolare, si è esplorato l’uso della “funzione sorgente” nello studio del legame metallo-metallo, utilizzando densità elettroniche ab-initio. Si è infine sviluppato del software per simulazioni di dinamica quantistica.

Risorse strumentali Per il calcolo ci si è avvalsi di due cluster, rispettivamente di 7 e 16 bi-processori i686, e di un cluster di 8 mono-processori i686. Tuttavia per lo sviluppo del progetto CARIPLO riguardante le memorie non volatili a cambiamento di fase si è dovuto far ricorso a piattaforme di calcolo esterne (CILEA), che garantissero maggiore velocità e prestazioni.Per gli studi di diffrazione di raggi X sono stati utilizzati un diffrattometro APEX CCD 2000, dotato di un criostato OXFORD ad azoto liquido, ed un diffrattometro a quattro cerchi Syntex P1 (detector convenzionale), equipaggiato con un criostato CRYODYNE a ciclo chiuso di elio.

Punti critici Il principale punto critico è l’assenza di personale di ricerca, sia in formazione che a tempo determinato e indeterminato. A ciò si aggiunga il disagio del personale in attività che spesso si trova coinvolto (anche per effetto dell’elevata età media) in incarichi di “referaggio” di lavori e di progetti internazionali, nonchè nell’organizzazione scientifica di eventi di risonanza internazionale, e non vede riconosciuto in alcun modo, da parte del CNR, il peso e l’importanza strategica di tale attività.A tale scopo è stata richiesta dall’Istituto l’assegnazione di 1 Assegno di Ricerca biennale nell’ambito del progetto PROMO per la ‘creazione di una piattaforma di calcolo e modellistica nell’area della Optoelettronica e Fotonica ibridà. Tale richiesta è tuttora in attesa di risposta. In generale, l’inadeguatezza dei finanziamenti e i ritardi nella loro erogazione rallentano il processo di aggiornamento delle strumentazioni scientifiche e di calcolo che, per la natura degli obiettivi proposti e al fine di non pregiudicarne il raggiungimento, devono essere sempre innovative.

Collaborazioni UNIVERSITÀ ITALIANE: − Politecnico di Milano, Dipartimento di Elettronica e Informazione (DEI) e Dipartimento di chimica,

materiali e ingegneria chimica “G. Natta”. − Università degli Studi di Milano, Dipartimenti di Chimica Fisica ed Elettrochimica, di Chimica Inorganica,

Metallorganica e Analitica, di Chimica Organica e Industriale, e di Strutturistica e Stereochimica Inorganica. UNIVERSITÀ STRANIERE: − Prof. M.A. Spackman, School of Biomedical, Biomolecular & Chemical Sciences, University of Western

Australia, Crawley WA 6009, Australia. − Prof. R. E. Marsh, The Beckman Institute, California Institute of Technology, Pasadena, California, USA. − Dr. P. Roversi, Sir William Dunn School of Pathology, Oxford University, South Parks Road, Oxford OX1

3ER, England UK.


− Dr. M. Mella, School of Chemistry, Cardiff University, UK. − Institute of Chemistry of the Academy of Sciences of Moldova, Chisinau, R. Moldova. − Prof. P. Saalfrank, Institute of Chemistry, Postdam University, Germania. − Prof. K. Laasonen, Department of Chemistry, Oulu University, Finlandia. EPR STRANIERO: − Air Force Research Laboratory, Edwards, California, USA.


Sviluppo ed applicazione di modelli statistici

Descrizione generale Progetto: Processi industriali high tech: metodi e strumentiTipologia di ricerca: Progetti relativi a linee tematiche a carattere strategicoIstituto esecutore: Istituto di matematica applicata e tecnologie informatiche Sede svolgimento attività: Sede di MilanoDip. di prevista afferenza: Sistemi di ProduzioneResponsabile indicato: PIEVATOLO ANTONIO Risultati conseguiti − Un semplice metodo probabilistico che, con informazioni limitate sul prelievo corrente di energia da parte

dei singoli utenti, indichi l’entità della limitazione da applicare. − Un’utile approssimazione della distribuzione del tempo di fuori servizio in sistemi ad elevata disponibilità,

facente uso di un nuovo concetto di cut-set minimo per sistemi multistato con componenti non binarie. − Stima predittiva di funzioni di sopravvivenza in diverse condizioni di esercizio. − Un metodo per la valutazione di opzioni in un modello a volatilità stocastica con salti. Il metodo è stato

applicato all’indice DJ50. − Un nuovo modello diffusivo con salti che descrive la relazione esistente tra tasso BCE, inflazione e tasso a

breve. − Ricerca e selezione fra modelli atti a descrivere l’analisi dell’affidabilità di cilindri di motori diesel di navi. − Applicazione di modelli atti a descrivere il debugging imperfetto di software a dati noti in letteratura. − Applicazione di modelli atti ad analizzare l’efficacia di campagne promozionali su un insieme ridotto di dati

di chiamate a call center. − Sviluppo di modelli atti a descrivere la durata delle attività nella realizzazione di un progetto industriale.

Risorse strumentali − Server HP Proliant DL 385 2 processori Opteron Dual Core; − Server Windows biprocessore; PC.

Punti critici La carenza di risorse umane ha vincolato negativamente la consistenza dei gruppi di lavoro, limitando le possibilità di valorizzare appieno all’esterno le competenze disponibili e i risultati ottenuti.

Collaborazioni − Politecnico di Torino; − Università degli Studi di Parma; − CNR - Istituto Motori, Napoli; − Seconda Università di Napoli; − Università di Salerno; − George Washington University, Washington, USA; − Universidad Rey Juan Carlos, Madrid; − Università dell’Insubria; − Università di Chieti-Pescara.


Metodologie e strumenti per lo sviluppo di macchine avanzate

Descrizione generale Progetto: Processi industriali high tech: metodi e strumentiTipologia di ricerca: Progetti relativi a linee tematiche a carattere strategicoIstituto esecutore: Istituto di tecnologie industriali e automazioneSede svolgimento attività: Sede principale IstitutoDip. di prevista afferenza: Sistemi di ProduzioneResponsabile indicato: BIANCHI GIACOMO Risultati conseguiti Affinamento modello numerico per processi di fresatura in ambiente matlab/simulink; analisi delle tecniche di modulazione velocità mandrino per la stabilizzazione del processo di taglio (“sinusoidal spindle speed variation”). Collaborazione alla progettazione di un elettromandrino innovativo con cuscinetti idrostatici (resp. M. Poli). Sviluppo di un portale wiki-based sulla prototipazione virtuale dei macchinari, concepito nell’ambito della strategia a supporto dello sviluppo di una comunità che coinvolga centri di ricerca, progettisti di macchine, produttori di componentistica meccanica ed elettronica, produttori di SW CAE (www.vipromwiki.eu). Analisi modale sperimentale e valutazione della capacità di asportazione di prototipi industriali. studio di architetture SW di ambienti di simulazione per macchine utensili (attività non completata per mancanza di risorse umane disponibili e qualificate). Corsi di formazione sulla stabilità del processo di taglio per asportazione di truciolo e sui sistemi di controllo attivo.

Risorse strumentali − Pacchetti analisi strutturale sperimentale (SW, sistema di acquisizione segnali, accelerometri, martello

strumentato) (Labview, CutPro); − SW per analisi numerica (Matlab, Maple); − SW per calcolo strutturale ad elementi finiti (ANSYS, ADAMS, Samcef); − SW per l’analisi della stabilità del processo di taglio (CutPro).

Punti critici Al momento non si dispone di proposte di progetti europei approvati. Ci si sta muovendo per partecipare a nuove proposte, ma la probabilità di successo è molto bassa. La mancanza di fondi sul medio periodo rende poco praticabile l’assunzione di nuovo personale (dato il periodo di formazione richiesto). D’altra parte spesso risulta difficile fare outsourcing di attività di ricerca applicata, che mal si presta alla definizione adeguatamente precisa della fornitura.

Collaborazioni − Imprese e Associazioni Industriali, Paese; − FATRONIK, ES; − Capellini SpA, IT; − Mandelli spa, IT; − Jobs SpA, IT; − Gildemester Italiana, IT; − CRF - Centro Ricerche Fiat, IT; − Università, Centri Tecnologici e di Ricerca; − Katholieke Universiteit Leuven – Department of Mechanical Engineering; − Division PMA, BE; − Fraunhofer IPA-Institute for Manufacturing Engineering and Automation, DE; − RWTH AAchen University- WZL (Laboratory for Machine Tools and Production Engineering), DE; − University of Twente – Drebbel Institute; − Control Laboratory, EL/CE, NL; − KTH – The Royal Institute of Technology; − Dept of Machine Design; − Mechatronics Lab, SE; − Bogazici University, TR; − AMTRI – The Advanced Manufacturing; − Technology Research Institute, UK;


− University of Paderborn – Heinz Nixdorf Institute – Computer Integrated Manufacturing , DE; − CE.S.I - Centro Studi Industriali, IT; − CNRS, FR; − BUTE - Budapest University of Technology and Economics, HU; − POLITECNICO di Milano, IT; − MUSP - Macchine Utensili e Sistemi di Produzione, IT.

Commento ad eventuali scostamenti tra le entrate previste e quelle realizzate nell’anno corrente Nel corso dell’anno sono state definite alcune entrate aggiuntive, dovute a piccoli progetti di fornitura diretta all’industria.


Tecnologie abilitanti e sistemi di automazione adattativi per fabbriche orientate alla produzione personalizzata

Descrizione generale Progetto: Processi industriali high tech: metodi e strumentiTipologia di ricerca: Progetti relativi a linee tematiche a carattere strategicoIstituto esecutore: Istituto di tecnologie industriali e automazioneSede svolgimento attività: Sede principale IstitutoDip. di prevista afferenza: Sistemi di ProduzioneResponsabile indicato: CARPANZANO EMANUELE Risultati conseguiti − Sistemi integrati per la produzione personalizzata: design - produzione - gestione, attraverso soluzioni CAD-

CAM-PDM sviluppate ad hoc. − Integrazione attori filiera per la produzione personalizzata tramite formato dati prodotti e protocolli

comunicazione condivisi. − Progettazione e realizzazione di macchine industriali speciali con controllo avanzato basato su controlli

aperti PC-Based che sfruttano standard internazionali per la progettazione strutturata di software. − Definizione e realizzazione di interfacce hardware e software per l’intercomunicazione tra sistemi di

controllo industriali PLC based e sistemi di simulazione PC based per la progettazone assistita di algoritmi di controllo (progetto EU VI PQ RIMACS).

− Progettazione e sviluppo di ambienti di configurazione di sistemi di controllo industriali PC based che si basano su standard IEC 61499 (progetto EU VI PQ CEC made Shoe).

− Simulazione dinamica in anello chiuso per la progettazione di macchine industriali speciali.

Risorse strumentali Hardware: − controllori da laboratorio con sistema operativo real-time ed ambiente National Instruments; − PLC industriali che supportano la programmazione standardizzata IEC 61131; − PC per il controllo pc-based di linee produttive. Software: − Ambiente National Instruments per l’acquisizione ed il controllo di macchine prototipali; − Ambiente Matlab/Simulink/Stateflow per la simulazione hardware-in-the-loop di algoritmi di controllo

avanzati per impianti manifatturieri; − Dymola per la simulazione dinamica di sistemi meccanici multibody da controllare con controlli industriali

PC-based; − Adams per la simulazione di sistemi meccanici complessi

Punti critici − Integrazione diversi dipartimenti di un sistema di produzione (design, gestione, produzione) a causa della

assenza di adeguati standard per la rappresentazione dei dati di prodotto/processo; − ComplessitÃ algortimiche per personalizzare prodotti tramite sistemi CAD 3D; − Integrazione di tool software industriali ai diversi livelli di un sistema produttivo (CAD, CAM, SCADA, PLC,

PDM, ERP); − Sviluppo sistemi di automazione adattativi su soluzioni hardware/software industriali propietarie e chiuse.

Collaborazioni Le attivitÃ di ricerca della presente commessa vengono svolte collaborando con centri di eccellenza italiani e stranieri del settore presenti presso universitÃ , centri di ricerca e dipartimenti R&D industriali.

Commento ad eventuali scostamenti tra le entrate previste e quelle realizzate nell’anno corrente Non si segnalano scostamenti.


Filiera Ricerca-Industria: Modelli e metodologie per l’Innovazione Industriale Knowledge-based, gestione della conoscenza e formazione in ricerca industriale

Descrizione generale Progetto: Processi industriali high tech: metodi e strumentiTipologia di ricerca: Progetti relativi a linee tematiche a carattere strategicoIstituto esecutore: Istituto di tecnologie industriali e automazioneSede svolgimento attività: Sede principale IstitutoDip. di prevista afferenza: Sistemi di ProduzioneResponsabile indicato: MARTANA ROBERTO Risultati conseguiti − Definizione di linee guida per la realizzazione di percorsi formativi ad-hoc quali Master post-universitari nel

settore del manifatturiero, la progettazione di moduli didattici di alta formazione MRI, docenze su modelli di formazione innovativi presso Sintesi Scpa.

− Studio e progettatazione di una piattaforma di e-learning ed e-training. − Concezione ed implementazione di un sistema di valutazione delle prestazioni di personale in formazione. − Completamento del processo di selezione per la IV edizione del Master in Ricerca Industriale. − Applicazione sperimentale di sistema per alcune filiere virtuali Ricerca-Industria, interdipendente allo

studio sulle metodologie gestionali evidenziate nel modulo SP.P01.025.003 Modelli e metodologie per l’Innovazione Industriale Knowledge-based e nella Commessa SP.P01.014 Studi strategici per l’applicazione industriale di modelli di produzione nella logica ManuFuture.

− Applicazione pilota web-based per alcune filiere Ricerca-Industria (pilot-service). − È spostata al 2008 la validazione dei risultati dei moduli del progetto “sensore optoelettronico” a causa del

ritardato avvio del progetto dovuto a ritardi amministrativi.

Risorse strumentali − Computer e cluster di calcolo; − accesso a internet; − sistemi di videoconferenza.

Punti critici − Enorme gap esistente tra ricerca e mercato, che potrebbe essere colmato attraverso lo sviluppo di attività

volte alla definizione di nuovi modelli di formazione ed organizzativi per le industrie “virtuose”. − Collaborazioni problematiche tra i diversi nodi del network di Istituti che parteciperanno al progetto 1 del

Dipartimento di Sistemi di Produzione. − Eterogeneità ed evoluzione dello stato dell’arte della tecnologia industriale con richiesta di una continua

azione di aggiornamento. − Difficoltà nella reperibilità dei dati e di informazioni significative, in particolare relative al commercio

internazionale di componenti meccatronica. − Difficoltà nel trasferimento dei risultati di ricerca (customizzati) verso l’industria (in particolare verso le

PMI) a causa dell’immaturità del settore industriale. − Ritardi amministrativi nello start up dei progetti.

Collaborazioni − CECIMO- European Committee for Co-operation of the Machine Tool Industries (Associazione Industriale); − VDMA Verband Deutscher Maschinen- und Anlagenbau e.V., Fundación (Associazione Industriale); − FATRONIK, AGORIA, CETIM - Centre Technique des Industries Mécanique (Associazione Industriale); − Manufuture European Technology Platform; − SmartStream (Privato); − PlanView (Privato); − Sintesi (Privato); − TAIVER (Privato); − TPA PLAST (Privato); − PASELL (Privato); − PLASTAL (Privato); − GAMFIOR (Privato); − SCM GROUP (Privato); − AETNA GROUP (Privato);


− GUIDOSIMPLEX (Privato); − COMAU (Privato); − FIDIA SpA (Privato); − MASMEC (Privato); − MECOF (Privato); − PRIMA INDUSTRIE (Privato); − Fraunhofer-Gesellschaft, Fraunhofer Production Alliance (VP) (Ente di Ricerca); − Loughborough University (Università); − Fondazione Rosselli; − INESC-Porto – Instituto de Engenharia de Sistemas e Computadores do Porto (Ente di Ricerca); − Wroclaw University of Technology – (Università); − CNR-INFM (Ente Pubblico di Ricerca Italiano); − CNR-ISSIA (Ente Pubblico di Ricerca Italiano); − Politecnico di Bari (Università Italiana); − Università degli Studi di Bari (Università Italiana); − REGIONE PUGLIA (Ente Pubblico); − Ministero Università e Ricerca (Ente Pubblico); − Commissione Europea.

Commento ad eventuali scostamenti tra le entrate previste e quelle realizzate nell’anno corrente Non si sono ravvisati scostamenti rilevanti rispetto alle entrate attese.


Micro e Nano Misurazioni Industriali

Descrizione generale Progetto: Processi industriali high tech: metodi e strumentiTipologia di ricerca: Progetti di sviluppo competenzeIstituto esecutore: Istituto di tecnologie industriali e automazioneSede svolgimento attività: Sede principale IstitutoDip. di prevista afferenza: Sistemi di ProduzioneResponsabile indicato: REBAGLIA BRUNO IPPOLITO Risultati conseguiti Con riferimento al paradigma emergente Enterprise Metrology System è stato approfondito lo studio di concetti e applicazioni in contesti produttivi di tipo industriale, nell’ambito dell’espletazione della seconda parte di un contratto di consulenza per la società AVIO SpA. Nell’ambito della collaborazione con UCIMU - Sistemi per produrre sono stati studiati approfonditamente criteri e metodi di collaudo delle macchine utensili, con particolare riferimento alla determinazione degli effetti termici. Nell’ambito della collaborazione con UNI Ente Italiano di Unificazione è stata preparata la bozza di una norma terminologica nel settore delle nanoscienze e nanotecnologie. Con riferimento alle attività di studio e sviluppo di un concetto esteso di qualità, che giunga a inglobare e armonizzare le tecniche di fidatezza e di gestione del rischio, è stata avviata una collaborazione con il Ministero della Salute, Direzione Generale Qualità, e con UNI, avente lo scopo di verificare la pratica applicabilità di metodi di valutazione quantitativa e di strumenti statistici consolidati per affrontare e regolamentare le problematiche connesse con la gestione del rischio clinico ospedaliero.

Risorse strumentali − Macchina utensile C.N. CB Ferrari; − Dispositivo di misura ITIA C-1; − Machina di misura triottica SIP Genevoise; − Strumenti e attrezzature di laboratorio.

Punti critici Nessun punto critico.

Collaborazioni − AVIO SpA (Privato); − Ministero della Salute (Altri Ministeri); − UNI Ente Italiano di Unificazione (Ente pubblico); − ANFIA Associazione Nazionale Filiera Industria Automobilistica (Privato); − UCIMU Sistemi per produrre (Privato).

Commento ad eventuali scostamenti tra le entrate previste e quelle realizzate nell’anno corrente Non si sono registrati scostamenti tra le entrate previste e quelle realizzate nell’anno corrente.


Macchine, robot e servizi innovativi customer oriented

Descrizione generale Progetto: Robot e sistemi integrati di produzioneTipologia di ricerca: Progetti relativi a linee tematiche a carattere strategicoIstituto esecutore: Istituto di tecnologie industriali e automazioneSede svolgimento attività: Sede principale IstitutoDip. di prevista afferenza: Sistemi di ProduzioneResponsabile indicato: MOLINARI TOSATTI LORENZO Risultati conseguiti Le attività svolte e quelle pianificate sono legate a quelle definite nell’ambito dei progetti SMERobot e NEXT che si orientano in 2 direzioni tra loro mutuamente funzionali:1)analisi di contesti produttivi robotizzati con particolare attenzione allo sviluppo di soluzioni tecnologiche mirate a soddisfare le esigenze di automazione di PMI a livello nazionale ed internaz.;2)concezione e validazione di new business models per il manifatturiero per ridurre gli investimenti in sistemi produttivi mantenendo la profittabilità per i produttori di MU. Risultati: − Scientifici:ottimizzazione di algoritmi di compliant motion e controllo ibrido forza/posizione,metodi per la

ripianificazione in tempo reale della traiettoria di robot industriali. − Tecnologici:dispositivo per la programmazione intuitiva e sul campo di manipolatori industriali,piattaforme

di controllo basate su linux rtai e qnx6,sistema di visione stereoscopico per la condivisione sicura dello spazio operativo tra manipolatore e operatore,sviluppo di opportune linee guida per le decisioni finanziarie customizzate nel settore dei robot e sistemi di produzione.

− Sviluppo di specifiche soluzioni meccatroniche per la salute.

Risorse strumentali Laboratorio di Robotica Avanzata presso la sede di Milano Viale Lombardia: − Robot IRB 1400 di ABB; − Robot NS di Comau Robotica con sistema di controllo c4g; − Robot PA-10 di Mitsubishi dotato di scheda arcnet e sensore di forza; − Sistema di controlllo PC-based concepito da ITIA equipaggiato con Linux RTI e interfacciato al pa-10; − PKM Morpheum e relativo sistema di controllo PC-based di nostra concezione equipaggiato con sistema

operativo qnx 6; − PKM Acrobat e relativo sistema di controllo Fidia C2; − PKM Dragon Fly e relativo sistema di controllo Fidia M20; − Controllo numerico Siemens 840 D; − Tavola xy Hirata e relativo sistema di controllo; − Sistema di visione stereoscopico costituito da 2 telecamere Basler 601f Cmos 640x480,2 telecamere AVT

Marlin Firewire Cmos 1200x1024, 2 illuminatori CCS a infrarossi, sistema di marker passivi ad infrarossi, alimentatore strobo Gardasoft 600, librerie SW Matrox Mill 7.5;

− Postazioni personal computer equipaggiate con SW di simulazione multibody e/o ambienti matlab/simulino, SW di progettazione meccanica ed elettronica, SW di simulazione cinematica, SW PLM e per analisi affidabilistiche;

− Officina meccanica situata presso la sede di Milano.

Punti critici Lo stato dell’arte delle attività inerenti la commessa è abbastanza eterogeneo ed in forte evoluzione e richiede pertanto una costante e critica azione di monitoraggio ed aggiornamento. Le commesse industriali – diverse rispetto alla partecipazione a progetti di ricerca - acquisite nel corso del 2006 e soprattutto quelle già acquisite per il 2007, 2008 e 2009 mostrano però che le tecnologie emergenti affrontate nell’ambito della commessa sono già sufficientemente mature per applicazioni industriali per cui diventa sempre più importante la capacità di attrezzare ed utilizzare laboratori sperimentali adeguati. Interessante inoltre notare che è emersa l’opportunità di creare una (o più) piccola o media impresa ad alto contenuto tecnologico in grado di veicolare sul mercato nuove tecnologie e servizi per il miglioramento della vita di anziani e disabili.

Collaborazioni Per ciò che riguarda le collaborazioni nell’ambito dei dianzi menzionati progetti Europei NEXT e SMERobot si faccia rispettivamente riferimento al successivo elenco: − FATRONIK;


− AMTRI; − ASCAMM; − BOSCH (Privato); − BUTE (Università straniera) − CECIMO (Organismo internazionale); − CeSI (Privato); − CNRS (Ente pubblico ricerca straniero); − CRF (Ente Pubblico Privato); − DANOBAT; − EPFL (Università straniera); − FIDIA (Privato); − HULLER HILLE (Privato); − IFW (Università straniera); − INA (Privato); − FhG - ISI (Ente pubblico ricerca straniero); − KOVOSVIT; − K.U. LEUVEN (Università straniera); − KUTXA; − MECOF (Privato); − ONA (Privato); − SIEMENS (Privato); − TEKNIKER (Ente ricerca straniero); − WZL (Università straniera); − Fraunhofer (Ente ricerca straniero); − ABB (Privato); − COMAU (Privato); − Güdel (Privato); − KUKA (Privato); − Reis (Privato); − Prospektiv ; − Rinas (Privato); − VC (Privato); − Cti; − DLR (Ente ricerca straniero); − LTH (Università straniera); − ADDF - UC (Università straniera); − EEIG; − Pro Support; − GPS (Privato). Collaborazioni nell’ambito di attività/commesse industriali: − Prima Industrie (I, Privato); − Comau Robotica (I, Privato); − ITS (I, Privato); − C.I.A. (I, Privato); − 3DLine Medical Systems (I, Privato); − Salmoiraghi (I,Privato).

Commento ad eventuali scostamenti tra le entrate previste e quelle realizzate nell’anno corrente Le entrate realizzate sono leggermente superiori a quelle previste – e legate ai vincoli contrattuali relativi ai progetti europei dianzi menzionati.


Soluzioni innovative per la meccanica strumentale

Descrizione generale Progetto: Robot e sistemi integrati di produzioneTipologia di ricerca: Progetti relativi a linee tematiche a carattere strategicoIstituto esecutore: Istituto di tecnologie industriali e automazioneSede svolgimento attività: Sede principale IstitutoDip. di prevista afferenza: Sistemi di ProduzioneResponsabile indicato: COVELLI LUIGI Risultati conseguiti Al fine di indagare nuove opportunità applicative, peraltro rigorosamente inserite nelle tematiche di ricerca dichiarate, si è proceduto alla definizione di molteplici progetti operativi, legati a differenti patner industriali, alcuni dei quali sono stati già approvati e finanziati, mentre per altri è stata avviata la procedura di valutazione. Tra i primi, ricordiamo il progetto volto all’innovazione nel settore delle macchine pesatrici e dosatrici ed un secondo tendente a consentire l’utilizzo di basalto filato in fibra lunga. Ancora, in fase di approvazione, l’ipotesi di lavorare allo sviluppo di un nuovo processo per il trattamento termico di guide lineari per carichi pesanti ed infine una attività di studio e simulazione numerica che si prefigge di consentire la manutenzione predittiva su macchine di generazione di corrente elettrica ed alternatori.

Risorse strumentali Sono stati impiegati alcuni mezzi software, già disponibili in Istituto, dopo opportuno adeguamento alle specifiche esigenze delle nuove tematiche di ricerca emerse. Le opportunità offerte dalle apparecchiature del laboratorio metallografico hanno consentito di poter valutare “in proprio” le caratteristiche dei materiali impiegati e dei prototipi realizzati. L’utilizzo intensivo di internet ha consentito di monitorare costantemente le esigenze delle industrie impegnate nei settori di interesse, così da poter individuare e quantificare l’impatto di una potenziale innovazione da studiare ed introdurre nel piano produttivo.

Punti critici Nessuno.

Collaborazioni − Diatech (industria italiana); − Technipes (industria italiana); − Fibrac (industria italiana); − Rollon (industria italiana); − Turbomach (industria svizzera).

Commento ad eventuali scostamenti tra le entrate previste e quelle realizzate nell’anno corrente Nessuno scostamento.


Nuove applicazioni di microsistemi in componentistica avanzata

Descrizione generale Progetto: Robot e sistemi integrati di produzioneTipologia di ricerca: Progetti di sviluppo competenzeIstituto esecutore: Istituto di tecnologie industriali e automazioneSede svolgimento attività: Sede principale IstitutoDip. di prevista afferenza: Sistemi di ProduzioneResponsabile indicato: FASSI IRENE Risultati conseguiti Le attività di ricerca hanno portato alla realizzazione di uno studio di fattibilità di una cella per micro-manipolazione ed assemblaggio con parametri ambientali controllati (temperatura e umidità) . La cella è stata progettata secondo criteri di risparmio energetico e di spazio, oltre che di economicità. È stato completato lo studio sui micro-gripper adesivi a geometria variabile, identificando geometrie e materiali più opportuni - Electroactive polymers (EAP). Sono stati condotti test preliminari su vari micro-gripper di tipo meccanico. Altre attività hanno riguardato: − studio e sviluppo prototipale di componenti per micro-cella di assemblaggio: sono stati studiati robot cable

driven per applicazioni come posizionatori e manipolatori; − concezione e sviluppo di tools per il design ottimo di micro-dispositivi (composti da microgiunto, sistema di

attuazione e sensoristica); − modellazione e simulazione dell’interazione polimero-nanocarica. Prodotti scientifici della ricerca: − Capitoli di libro:2 − Articolo in atti di convegno e report:8 − Invited talks a Workshop inter.:2 − Risultato di valorizzazione applicativa:3 − Prototipo:2 − Tesi di laurea:1 − Organizzaz. di corsi/seminari:2

Risorse strumentali Postazioni di calcolo, strumentazione per la caratterizzazione funzionale e metrologica di micro-dispositivi

Punti critici N.D.

Collaborazioni − DMNP- Università di Pisa UI; − Università di Roma Tor Vergata UI; − Università di Padova UI; − Università di Trento UI; − Università di Napoli UI; − Politecnico di Milano UI; − Consorzio Corecom Research institution; − STmicroelectronics P; − KU Leuven US; − University of Florida US; − Università di Brescia UI.


Materiali, componenti e tecnologie di nuova concezione per una costruzione sicura e di elevate prestazioni

Descrizione generale Progetto: Tecnologie sostenibili per la costruzione edile e civileTipologia di ricerca: Progetti relativi a linee tematiche a carattere strategicoIstituto esecutore: Istituto per le tecnologie della costruzioneSede svolgimento attività: Sede principale IstitutoDip. di prevista afferenza: Sistemi di ProduzioneResponsabile indicato: BONATI ANTONIO Risultati conseguiti − Terminato progetto europeo “microcon” (calcestruzzi). − In corso: sviluppo metodologie di valutazione sistemi di celle frigorifere, partizioni interne, facciate

strutturali e continue; caratterizzazione di attuatori per evacuatori di fumo e calore; analisi sistemi di rinforzo strutturale in CFRP (carichi permanenti e fenomeni viscosi).

− Progettazione e realizzazione apparecchiatura prove. − Qualificazione delle tecniche di applicazione di FRP mediante termografia IR.


Punti critici N.D.

Collaborazioni − Ct Laast it Ohi (FI); − BAM (D); − VTT (FI); − Dept. Genie Electrique et Informatique, Université Laval Québec (Canada); − Università di Tor Vergata –Roma; − State Key Laboratory of Fire Science University of Science and Technology of China.

Commento ad eventuali scostamenti tra le entrate previste e quelle realizzate nell’anno corrente Nessun scostamento rilevante.


Soluzioni tecnologiche, metodologie e strumenti per il miglioramento della sostenibilità energetico-ambientale ed acustica e dell’utilizzo degli edifici.

Descrizione generale Progetto: Tecnologie sostenibili per la costruzione edile e civileTipologia di ricerca: Progetti relativi a linee tematiche a carattere strategicoIstituto esecutore: Istituto per le tecnologie della costruzioneSede svolgimento attività: Sede principale IstitutoDip. di prevista afferenza: Sistemi di ProduzioneResponsabile indicato: MERONI ITALO Risultati conseguiti Wireless di gest e acquisiz dati ottimizz e testato in condiz reali. Framework per progettaz di soluz domotiche basato su predisposiz e configuraz amb di sviluppo sist op Debian GNU/Linux. Tools per simulaz dinamiche del comp ed-imp basato su mod di involucro, di dispositivi HVAC e princip meccanismi di trasf di energia. Metod di analisi di sist di microcogeneraz. Contestualizzaz di SBTool per la verifica del liv di sosten amb di ed per uff e CC, conduz di casi di studio. Sist semplif di valutaz della sosten amb di ed con integr strum di calcolo di diff indicat prestaz. Metodi di correz acustica ibrida di amb costruiti. Valutaz. delle propr acustiche di mat, comp e opere ed, definiz di strategie di ottimizzaz delle prestaz, studio dell’applicaz del controllo attivo del rumore. Metod di previs acustica semplific e integrati. Proced di collaudo delle prestaz di isolam dai rumori di origine aerop. Metod e strum di supporto per la progettaz di interv di riqualificaz energ di ed, impiego di soluz tecnol e costrutt innovat. Metod e strum per analisi LCA di ed contestualizz e svilupp considerando mat e comp imp in I. SW semplific e non per la certificaz energ di ed esist e nuovi.

Risorse strumentali Camere calde per la misura della trasmittanza termica di pareti opache e trasparenti e della trasmittanza termica di profili. Camere acustiche per la misura del potere fonoisolante e del fonoassorbimento. Strumentazione acustica completa per il rilievo delle prestazioni acustiche degli edifici. Apparecchiatura per la misura della conduttività termica di materiali da costruzione. Sistemi per il monitoraggio di parametri ambientali di edifici e strumentazione NDT. Modelli matematici di previsione e analisi delle prestazioni di materiali, componenti e sistemi complessi.

Punti critici Scarsa autonomia nella gestione della commessa soprattutto per quanto attiene alla parte economica. Precarietà del personale, mancanza di tecnici di laboratorio, mancanza di prospettive anche per il personale in ruolo, eccessiva burocrazia.

Collaborazioni − Regione Lombardia; − Regione Piemonte; − Regione Marche; − ARPA Lombardia; − Politecnico di MI; − Politecnico di TO; − Università degli Studi di Milano; − Università Politecnica delle Marche; − Università La Sapienza di Roma; − Università di Palermo (dipartimento DREAM); − ANCE, Pirelli RE, ICIE, UNI, NESA, MAPEI; − Armines-Ecole di Mines (F); − CSTB (F); − Environment Park,, iiSBE (international initiative for a Sustainable Built Environment); − iiSBE Italia; − Min. SE; − ENEA; − Evolvente; − Manens, LBNL (USA); − UNCSAAL; − CIRIAF;


− 2B; − consorzio IPASS.

Commento ad eventuali scostamenti tra le entrate previste e quelle realizzate nell’anno corrente I risultati previsti sono stati conseguiti come riscontrabile anche dai documenti tecnici depositati presso l’archivio ITC. Tali risultati sono anche stati oggetto di seminari e conferenze oltre che di pubblicazioni sulla stampa tecnica.


Tecnologie e materiali da costruzione non convenzionali per il controllo dell’inquinamento nell’ambiente costruito

Descrizione generale Progetto: Tecnologie sostenibili per la costruzione edile e civileTipologia di ricerca: Progetti relativi a linee tematiche a carattere strategicoIstituto esecutore: Istituto per le tecnologie della costruzioneSede svolgimento attività: Sede principale IstitutoDip. di prevista afferenza: Sistemi di ProduzioneResponsabile indicato: STRINI ALBERTO Risultati conseguiti Sono stati effettuati diversi studi di attività fotocatalitica di materiali speciali sperimentali in collaborazione con imprese di settore. Sono stati condotti studi preliminari di attività fotocatalitica su fotocatalizzatori sperimentali con altri gruppi di ricerca del CNR. È stato condotto uno studio di attività fotocatalitiche speciali in collaborazione con l’Università del Piemonte Orientale e un’azienda di settore. È stata potenziata la dotazione strumentale del laboratorio con l’installazione di due sistemi di misura dell’attività fotocatalitica in fase gas-solido basati su reattori fotochimici a flusso mescolato specificamente progettati e realizzati. Nell’ambito degli studi su materiali speciali per edilizia è stata condotta una prima fase di un progetto pluriennale di studio di materiali impermeabilizzanti speciali a base cementizia.

Risorse strumentali Il programma previsto dalla commessa richiede l’utilizzo di diverse risorse strumentali, progettate e implementate internamente per la commessa o di origine commerciale. Le principali strumentazioni specificamente realizzate comprendono un sistema di analisi dell’attività fotocatalitica di degradazione degli inquinanti aerei comprendente una camera di irradiazione con reattore fotocatalitico, un sistema di campionamento di precisione progettato per il campionamento di laboratorio di composti volatili organici in tracce ed un sistema di generazione di atmosfera artificiale. I principali strumenti di origine commerciale comprendono analizzatori GC-MS e GC-FID accoppiati con desorbitore termico automatico, analizzatori di ossidi di azoto e ozono, calibratori di umidità relativa e di flusso di gas, spettrofotometri e radiometri UV-Vis. Altre strumentazioni specifiche utilizzate per lo studio di materiali speciali per edilizia comprendono due dinamometri digitali per prove di trazione e compressione e una macchina per invecchiamento artificiale in seguito ad esposizione a radiazione solare.

Punti critici Messa a punto di metodi per la determinazione dell’attività di materiali fotocatalitici in condizioni rapportabili a quelle reali anche per quanto concerne il disinquinamento da ossidi di azoto. Implementazione di sistemi strumentali specifici per la misura dell’attività fotocatalitica di degradazione di microinquinanti inorganici nell’aria. Messa a punto di metodi di misura da implementare in Norme Tecniche Nazionali o internazionali.

Collaborazioni − Collaborazioni in atto o in valutazione con imprese e industrie di settore, tra cui Mapei S.p.A., Ceramiche di

Siena S.p.A. e CTG S.p.A. Italcementi Group per lo studio di materiali fotocatalitici e altri materiali speciali per applicazioni nel campo delle costruzioni.

− Collaborazione con CNR-ICIM di Padova (dott.ssa Rosalba Gerbasi - Dipartimento Progettazione Molecolare) per lo studio delle proprietà fotocatalitiche di film di diossido di titanio ottenuto per MOCVD (Deposizione in fase vapore da precursore metallo-organico).

− Collaborazione con CNR-IMEM di Parma (Dip. Sistemi di Produzione) per lo studio delle proprietà fotocatalitiche di semiconduttori nanostrutturati.

− Collaborazione con Università degli Studi del Piemonte Orientale (Prof.ssa Elisabetta Carraro del Dipartimento di Scienze dell’Ambiente e della Vita) per lo studio di un metodo per la misura di proprietà antibatteriche fotoattivate di materiali fotocatalitici per uso edile.


Applicazioni informatiche a supporto dell’innovazione di processi/prodotti della costruzione

Descrizione generale Progetto: Processo di realizzazione e gestione delle opere edili e civili Tipologia di ricerca: Progetti relativi a linee tematiche a carattere strategicoIstituto esecutore: Istituto per le tecnologie della costruzioneSede svolgimento attività: Sede principale IstitutoDip. di prevista afferenza: Sistemi di ProduzioneResponsabile indicato: PADULA MARCO Risultati conseguiti − Progettazione e implementazione di strumenti informatici innovativi per la gestione di database

multimediali, per l’interrogazione: Integrazione di prototipi di thesauri multilivello per l’interrogazione di database multimediali;

− Realizzazione di siti web, che integrino gli strumenti informatici progettati e implementati; − Strumenti per il miglioramento di pellicole cinematografiche; − Studio sulle performanance di lettura di testi on-line; − Studio sulla qualità di dati multimediali; − Predisposizione del progetto interdipartimentale “Turismo: sistema produttivo aperto”.

Risorse strumentali Strumenti hardware e software per la gestione di siti web dinamici basati su database (Oracle).

Punti critici Precarietà del personale, mancanza di tecnici di laboratorio, mancanza di prospettive anche per il personale in ruolo, eccessiva burocrazia.

Collaborazioni − Istituti del CNR; − Regione Lombardia; − Università degli Studi di Milano – DICO; − Università degli Studi di Milano – Bicocca.


Valutazione tecnica di prodotti innovativi per la costruzione e certificazione tecnica

Descrizione generale Progetto: Processo di realizzazione e gestione delle opere edili e civili Tipologia di ricerca: Progetti relativi a linee tematiche a carattere strategicoIstituto esecutore: Istituto per le tecnologie della costruzioneSede svolgimento attività: Sede principale IstitutoDip. di prevista afferenza: Sistemi di ProduzioneResponsabile indicato: MORFINI LUISA Risultati conseguiti Servizi alle imprese produttrici di materiali, prodotti e sistemi innovativi per le costruzioni e in particolare: − Valutazione di prodotti innovativi, con conseguente rilascio di 2 Agrement tecnici, 7 Benestare Tecnici

Europei, 1 Marchio di qualità volontaria ad un’armatura per sistemi di isolamento termico esterno degli edifici, 27 Certificati sui cementi comuni in conformità alla EN 197, di cui 21 in in ambito AITEC, 12 Documenti di valutazione relativi alla presenza di cromo nei cementi comuni in ambito AITEC.

− Valutazione di prodotti innovativi nel campo della impermeabilizzazione di coperture ai fini della predisposizione di DVT, Documenti di Valutazione Tecnica.

− Servizi di valutazione e sorveglianza del processo produttivo e dei sistemi interni di controllo della produzione e dei piani di qualità delle imprese di produzione di prodotti innovativi, con conseguente rilascio di Attestazioni di conformità su base di Benestare Tecnici Europei, norme europee e procedure di qualificazione volontaria (ad esempio: Documenti di Valutazione Tecnica, Marchi di qualità).


Punti critici N.D.

Collaborazioni Le attività della Comessa sono state svolte in collaborazione con numerosi colleghi ITC ed in particolare: − con i relatori di Agrement tecnici ; − con i relatori di Benestare Tecnici Europei; − con i responsabili e i tecnici dei diversi laboratori ITC per la valutazione sperimentale dei prodotti; − con i colleghi del Reparto Cementi ITC.


Applicazioni informatiche, formazione e informazione tecnica a supporto dell’innovazione di processi e prodotti della costruzione

Descrizione generale Progetto: Processo di realizzazione e gestione delle opere edili e civili Tipologia di ricerca: Progetti relativi a linee tematiche a carattere strategicoIstituto esecutore: Istituto per le tecnologie della costruzioneSede svolgimento attività: Sede principale IstitutoDip. di prevista afferenza: Sistemi di ProduzioneResponsabile indicato: OLIVERI ELISABETTA Risultati conseguiti − Realizzazione progetto sperimentale “Strategie e sinergie per il trasferimento tecnologico, l’innovazione e lo

sviluppo nel settore delle costruzioni” e produzione di relazione finale comprensiva di: costruzione e implementazione modello di monitoraggio e valutazione interna delle attività del Polo, definizione nuovi modelli di formazione attraverso l’analisi dei fabbisogni formativi, sviluppo metodologie e strumenti didattici, elaborazione piano di sviluppo del Polo Formativo, progettazione ed erogazione di 6 corsi di formazione formatori di 40h per la diffusione nell’ambito del Polo Formativo di metodologie didattiche e orientative.

− Partecipazione alla definizione dei decreti nazionali di recepimento della Direttiva Prodotti da Costruzione. − Progettazione ed erogazione di 6 corsi FSE di 80h sul risparmio energetico finanziati dalla Regione

Lombardia. − Progettazione ed erogazione di corsi privati: 3 sulla marcatura CE dei prodotti da costruzione e 1 di 72h

sulla certificazione energetica degli edifici. − Docenze in corsi,seminari e a un corso di dottorato del Politecnico di Milano. − Progettazione DVD sulla marcatura CE dei serramenti per gli artigiani. − Partecipazione alla fiera SAIE.

Risorse strumentali La commessa ha usato l’infrastruttura tecnica messa a disposizione dall’Istituto.

Punti critici − Mancanza di personale rispetto al lavoro richiesto per la realizzazione delle attività della commessa. − Difficoltà gestione dei progetti dovuta ai troppi vincoli burocratici imposti dall’Ente.

Collaborazioni − Regione Lombardia - Direzione Istruzione, Formazione e Lavoro; − MSE - Ministero per lo Sviluppo Economico; − IRcCOS - Istituto di Ricerca e certificazione per le Costruzioni sostenibili; − Politecnico di Milano; − UNCSAAL – Unione Nazionale Costruttori Serramenti Alluminio Acciaio; − Università Carlo Cattaneo Liuc – Castellanza (VA); − Dipartimento di Psicologia Università degli Studi di Pavia; − Associazione Unioncasa; − Euroimpresa; − Eurolavoro; − Istituto Tecnico Statale Commerciale e per Geometri Carlo Dell’Acqua; − Istituto d’Istruzione Superiore G. Torno; − ITIS Bernocchi Legnano; − Istituto Tecnico Commerciale per Geometri G. Maggiolini; − Cheno Servizi; − Associazione Periscopio; − Tecnimex; − Confartigianato.

Commento ad eventuali scostamenti tra le entrate previste e quelle realizzate nell’anno corrente I principali scostamenti tra le entrate previste e quelle realizzate sono dovuti principalmente ai seguenti fattori: − problemi burocratici del CNR per la firma di un progetto di ricerca che come forma di finanziamento


comprende anche una quota di finanziamento agevolato; − spostamento dell’avvio di un progetto di formazione da metà 2007 a fine 2007 con conseguente

spostamento dell’erogazione dell’anticipo al 2008. Lo scostamento rispetto a quanto previsto è stato però parzialmente compensato dalle entrate derivanti dalla erogazione di corsi di formazione a pagamento.


Applicazioni in dispositivi industriali

Descrizione generale Progetto: Sistemi di monitoraggio, controllo e sicurezza nei contesti produttivi

e d’uso Tipologia di ricerca: Progetti di sviluppo competenzeIstituto esecutore: Istituto di tecnologie industriali e automazioneSede svolgimento attività: Sede principale IstitutoDip. di prevista afferenza: Sistemi di ProduzioneResponsabile indicato: PAOLUCCI FRANCESCO Risultati conseguiti − Deliverables e modalità di verifica; − Risultato atteso 3 – Dimostratore fisico basato su strutture meccaniche SMART; − Risultato atteso 4 – Rapporto Tecnico: Validazione delle prestazioni del dimostratore in ambiente

produttivo reale. Tempi di realizzazione − Anno 2007: Svolgimento FASE 3 - Concezione e realizzazione del dimostratore (Verifica alla fine del 2007

Deliverables N° 2 e 3). − Anno 2007: Svolgimento FASE 3 - Validazione del dimostratore in un ambiente produttivo reale (Verifica alla

fine del 2007 Deliverables N° 4 e 5).


Punti critici N.D.

Collaborazioni − (Ist. Ric. Privato)-A.R.C. Seibersdorf Research GmbH. (Austria); − (Ist. Ric. Privato)-Forschungszentrum Karlsruhe GmbH (Germania); − (Ente Pubblico di Ricerca Straniero)-Szamitastechnikai es Automatizalasi Kutato Intezet (Ungheria); − (Università Straniera)- Cardiff University (MEC); − (Università Straniera)- Laboratory for machine tools and manufacturing engineering – Aristoteles University

of Tessaloniki; − (Ist. Ric. Privato)-MATIMOP Israeli Industry Centre for R&D (Israele); − (Ist. Ric. Privato)-TNO Industrial Technology (Olanda); − (Ist. Ric. Privato)-Instituto de Soladura e Qualidade (Portogallo); − (Ente Pubblico di Ricerca Straniero)-National Institute for Research and Development in Microtechnologies

(Romania); − (Ente Pubblico di Ricerca Straniero)-The Institute for Problems in Mechanics,Russian Academy of Science

(Russia); − (Ist. Ric. Privato)-FUNDACION ROBOTIKER (Spagna).


Ambienti Virtuali di progettazione integrata

Descrizione generale Progetto: Prodotti industriali higth techTipologia di ricerca: Progetti relativi a linee tematiche a carattere strategicoIstituto esecutore: Istituto di tecnologie industriali e automazioneSede svolgimento attività: Sede principale IstitutoDip. di prevista afferenza: Sistemi di ProduzioneResponsabile indicato: SACCO MARCO Risultati conseguiti − Prototipo SW (e modelli) a supporto del ciclo di vita del prodotto e valutazione costi in ottica LCA; − SW per VE realistici per progettazione proiettori per macchine operatrici; − Prototipo delle librerie GIOVE per sviluppo applicazioni AR/VR per prodotto/processo/fabbrica; − Prototipo del MagicMirror per prova virtuale calzatura (Estetica); − Simulatore DES per supporto configurazione di sistemi modulari d’assemblaggio; − Prototipo del Physical Configurator per sistemi modulari d’assemblaggio; − Ambiente modulare/flessibile di simulazione 3D per macchine, robot e sistemi produttivi; − Progetto e simulazioni del prototipo del FootGlove per prova virtuale calzatura (Confort); − Metodologia per la valutazione della PRESENCE per VE; − Prototipo catalogo virtuale collegato al MagicMirror e al laboratorio di Vigevano; − Proposta small project 1st call FP VII (DOROTHY) approvata; − Proposta progetto metadistretto Lombardia (ALLODERMA) approvata; − Proposta progetto metadistretto Friuli (KBWM) approvata; − ITIA e i partner di VRL-KCiP hanno creato l’associazione EMIRACLE; − First concept of European Executive Master in Footwear.

Risorse strumentali Per lo sviluppo delle applicazioni e dei prototipi si sono sempre utilizzati PC in ambiente Windows, dato il loro basso costo e la larga diffusione anche nelle aziende. Per quanto riguarda gli ambienti immersivi si utilizza un proiettore Barco in grado di riprodurre immagini stereoscopiche abbinato a degli occhialini I-glasses che permettono la stereoscopia attiva, dei tracciatori Polhemus per il rilevamento del movimento dell’utente e una coppia di data-glove per il riconoscimento della gestualità e la manipolazione degli oggetti. Per lo sviluppo del MagicMirror è stato inoltre acquistato un sistema di tracciamento ottico (Polaris) che permette di seguire in tempo reale entrambi i piedi dell’utente per riposizionare correttamente le scarpe virtuali.

Punti critici I punti critici da segnalare sono relativi alla realizzazione del prototipo del FootGlove e alla creazione delle librerie GIOVE. Per quanto riguarda il FG la criticità è intrinseca nel dispositivo che si sta realizzando in quanto anche se si raggiunto un alto grado di fedeltà nella riproduzione del volume della calzatura da provare, il prototipo rimane molto ingombrante e ancora non facilmente accoppiabile con il MM per la prova virtuale in tempo reale. Si sta rivolgendo lo studio alla micro-elettronica e ai materiali piezo-elettrici per poter ottenere un prototipo più leggero e atto alla prova da parte di un utente. Per quanto riguarda le librerie GIOVE la criticità è dovuta alla complessità e alla vastità degli sviluppi richiesti per ottenere una “suite” di tools” per la creazione di ambienti VR/AR. Lo sviluppo è stato quindi agganciato ad un progetto Europeo (DiFac … VI PQ) al fine di ottenere supporto anche da altri centri e università che operano nello stesso settore.

Collaborazioni − IPA-Fhg – Stuttgart (D) – VF basato su R3 -Ente Pub. Ric. Straniero; − SZTAKI – Budapest (H) – VF e DES per R3 -Ente Pub. Ric. Straniero; − LMS-UniPatrass – Patrass (GR) VE per progettazione del prodotto in R3 –Univ. Straniera; − Sungkyunkwan University – Seoul (SKR) – VE e AVATAR in R3 –Univ. Straniera; − SUPSI –Manno (CH) – ERP e VF per R3 e R15 -Univ. Straniera; − KTH – Stockholm (S) – sviluppo di R5 e R6 -Univ. Straniera; − University of Nottingham – sviluppo di R3, R5, R6 –Univ. Straniera; − Università Cattolica - Milano (I) sviluppo R9 -Univ. Italiana;


− Electrolux Zanussi –Pordenone (I) – sviluppo di R5 e R6 –Privato; − PRIMA Insudtrie – Torino (I) – sviluppo di R3 –Privato; − Fidia –Torino (I) – DSS basato su R1 –Privato; − CRF – Torino (I) – DSS basato su R1 –Privato; − COBO S.p.A – Brescia (i) – sviluppo di R2 –Privato; − TTS S.r.l – Milano (i) – sviluppo di R5, R6 e R7 –Privato; − Hugo Boss A.G. – Coldrerio (CH) – validazione di R4 -Privato estero; − WPCS – Sibiu (RO) – sviluppo di ambienti collaborativi basati R3 -Privato estero; − InmediasP – Berlino (D) – implementazione PDKM basato su R1 -Privato estero; − Cognidata – Karlsruhe (D) – implementazione DSS basato su R1 -Privato estero.

Commento ad eventuali scostamenti tra le entrate previste e quelle realizzate nell’anno corrente Nessuno scostamento di rilievo da segnalare.


Modelli animali per applicazioni terapeutiche

Descrizione generale Progetto: Modelli animali per lo studio di processi fisio-patologici e del

comportamento Tipologia di ricerca: Progetti relativi a linee tematiche a carattere strategicoIstituto esecutore: Istituto di tecnologie biomedicheSede svolgimento attività: Sede principale IstitutoDip. di prevista afferenza: Scienze della VitaResponsabile indicato: VEZZONI PAOLO MARIA Risultati conseguiti Sono stati utilizzati vari modelli murini, tra cui: − due modelli di osteopetrosi, il gl e l’oc, sui quali è stata messa a punto una terapia in utero con cellule

staminali ematopoietiche adulte, con risultati soddisfacenti nel caso del topo oc; − è stato prodotto e analizzato un topo che ricapitola il fenotipo della sindrome di Omenn, in collaborazione

con ricercatori CNR afferenti ad altra commessa. La ricerca è stata pubblicata; − è stato valutato il ruolo del trapianto in utero in un modello murino di leucodistrofia metacromatica, il ceppo

twitcher; − in collaborazione con ricercatori dell’NIH abbiamo inattivato in cellule staminali embrionali murine il gene

della SMC1 che è responsabile per un sottoinsieme di pazienti affetti da Cornelia de Lange. Stiamo ora per analizzare un topo prodotto con queste cellule.

Risorse strumentali Abbiamo utilizzato le risorse strumentali a disposizione presso l’ITB, ed in particolare lo stabulario, il sistema di manipolazione di embrioni murine e tutti gli strumenti di analisi genetica classica, come gli apparati per elettroforesi, per PCR, per Real Time PCR. Inoltre abbiamo avuto accesso a FACS e microscopio confocale che non sono disponibili presso il nostro Istituto, grazie a collaborazioni con altri Enti.

Punti critici Non sono stati evidenziati punti critici, a parte la cronica carenza di finanziamenti.

Collaborazioni Fondamentale a questo proposito è stata la convenzione con l’Istituto Clinico Humanitas, che ci consente di usufruire di strutture e strumentazioni disponibili presso questa Istituzione. Questo ci ha consentito di superare l’assoluta mancanza di sostegno alla nostra ricerca da parte dell’Istituto che negli anni passati ha comprato strumentazione di tutti i tipi ma che non quella (come FACS, microscopio confocale ecc) che avrebbe consentito al nostro gruppo di rimanere all’altezza di altri gruppi di ricerca italiani che negli ultimi anni si sono rafforzati. Pertanto la collaborazione sancita dalla convenzione con l’Istituto Clinico Humanitas è da ritenere fondamentale per la nostra comemssa. Oltre a questa, numerose altre collaborazioni sono in corso, tra queste quelle con il dr Cesare Galli (Cremona, Istituto Lazzaro Spallanzani), il dr Franco Lucchini (Cremona, Università Cattolica), il prof Luigi Notarangelo (Boston Harvard), la dr.ssa Anjana Rao (Boston, Harvard), il prof Luigi Naldini (Milano, San Raffaele), il dr Mike Rogers (Aberdeen, University) e vari altri.


Cambiamenti climatici: paleoclimatologia

Descrizione generale Progetto: Cambiamenti globaliTipologia di ricerca: Progetti relativi a linee tematiche a carattere strategicoIstituto esecutore: Istituto per la dinamica dei processi ambientaliSede svolgimento attività: Sede di MilanoDip. di prevista afferenza: Terra e AmbienteResponsabile indicato: RAVAZZI CESARE Risultati conseguiti Nel 2007 i partecipanti alla commessa hanno raccolto una mole rilevante di serie temporali di parametri paleoclimatici, sia sul territorio nazionale che nei mari prospicenti, e in aree remote del Pianeta. Le finestre temporali più significative esaminate sono: − la dinamica olocenica, registrata dagli ecosistemi marini dell’Adriatico, dai depositi lacustri in aree

pedemontane e montane alpine, hymalaiane ed artiche, nonchè dalle oscillazioni del livello del mare registrate nelle aree costiere e da vari casi di studio di evidenze dell’impatto delle variazioni climatiche sulle civiltà umane in ambito archeologico;

− l’ultimo ciclo glaciale-interglaciale, con nuovi archivi naturali che arricchiscono il panorama delle conoscenze per il territorio italiano;

− le lunghe sequenze sedimentarie fluviali, lacustri, marine e di ghiaccio polare dell’ordine di diverse centinaia di migliaia di anni di particolare rilevanza per lo studio delle oscillazioni glacioeustatiche (ultimi 600 mila anni);

− alle scale più lunghe nel tempo geologico, sono da segnalare in particolare approfondimenti sulla variabilità climatica nel Mesozoico, nel Messiniano e nel Plio-Pleistocene;

Risorse strumentali Si riporta qui a titolo esemplificativo una selezione delle strutture presenti presso gli Istituti afferenti, di maggiore importanza per le ricerche paleoclimatologiche: − Laboratorio di Petrofisica, IAMC Napoli; − Laboratorio di geochimica isotopica, IGG Pisa; − Laboratorio ICP-SFMS e TIMS, IDPA Venezia; − Laboratorio di Palinologia e Paleoecologia, IDPA Milano; − Laboratorio di limnologia fisica, chimica, idrobiologia, ISE Verbania Pallanza; − Laboratorio di Isotopi Stabili, Cronologia e Radiochimica, IGAG Roma; − Laboratorio di Geochimica e Spettrofotometria, ISMAR Bologna. Vanno aggiunti i numerosi laboratori collaboranti presso altre istituzioni a livello nazionale e internazionale.

Punti critici Non si può fare a meno di evidenziare un ulteriore peggioramento della situazione di precarietà della ricerca in ambito paleoclimatico, già evidenziata nel consuntivo 2006, con particolare riguardo all’obsolescenza dei laboratori. A fronte della necessità di coordinamento e potenziamento per mantenere competitività a livello europeo, la promozione di iniziative sinergiche tra i laboratori è ostacolata dalla scarsità di risorse umane e strumentali. In particolare si auspica lo sviluppo di progetti di livello nazionale volti alla conoscenza della diversità e della variabilità climatica regionale nel Mediterraneo durante il Quaternario, necessari per l’elaborazione di scenari e modelli di variazione climatica.

Collaborazioni N.D.

Commento ad eventuali scostamenti tra le entrate previste e quelle realizzate nell’anno corrente Anche nel corso del 2007 quasi tutti i moduli partecipanti alla commessa hanno reperito finanziamenti esterni non previsti in sede di preventivo. Queste risorse sono state in gran parte investite nella sussistenza del personale precario.



Provincia di Pavia



Componentistica avanzata per celle a combustibile e dispositivi per la refrigerazione

Descrizione generale Progetto: Nanotecnologie e metallurgia fisica per la componentistica

nell’energetica e nei trasporti Tipologia di ricerca: Progetti relativi a linee tematiche a carattere strategicoIstituto esecutore: Istituto per l’energetica e le interfasiSede svolgimento attività: Sede di Pavia Dip. di prevista afferenza: Energia e TrasportiResponsabile indicato: CHIODELLI GAETANO Risultati conseguiti − Sintesi, sinterizzazione e caratterizzazione elettrica di campioni di ossidi ceramici di BaCeZrO3:Y2O3,

BaCeO3:Y2O3, BaCeO3:Gd2O3, SrCeO3:Y2O3, LSGM, niobati. − Sintesi e caratterizzazione elettrica di membrane polimeriche ibride di classe II a base di PEG1500-NH2,

Silice, TEOS, PWA, con diametri medi di 8 cm. − N. 5 pubblicazioni di articoli su riviste internazionali.

Risorse strumentali − Magnetron sputtering multi-target (DC and RF) per la deposizione di multistrato e codepositi conduttori e

isolanti (diametromax =2.5 cm); − Magnetron sputtering ad alta temperatura; − stufe,forni, muffole e fornaci (200-1500 °C); − forno a microonde per la sintesi di polveri e la preparazione di soluzioni; − 1 LA-ICP-MS (Thermoanalytical); − 1 spettrometro SIMS (Hiden); − 3 stazioni elettrochimiche equipaggiate con analizzatore di frequenza e fornetto per misure elettriche ed

elettrochimiche ad alta temperatura in Ar, H2/Ar, O2, aria, aria/H2O; − mulini planetari; − equipaggiamenti per analisi termica TGA-DSC per le analisi in Ar, O2,CO2 e gas umidificati; − spin coater; − profilometro a contatto (Tencor); − microscopi metallografici; − stazione di misura di angolo di contatto (dinamico-statico).

Punti critici − Mancanza di personale a tempo indeterminato con formazione specifica. − Mancanza di fondi destinati all’acquisto/potenziamento di strumentazioni progettate per la

caratterizzazione elettrica/elettrochimica dei materiali ed il testing di semicelle e celle complete del tipo SOFC e PEMFC.

Collaborazioni N.D.

Commento ad eventuali scostamenti tra le entrate previste e quelle realizzate nell’anno corrente Non è stato stanziato, a causa della mancata rendicontazione da parte di altre unità operative del progetto, il 2° acconto del progetto FISR “Celle a combustibile ad elettroliti polimerici e ceramici: dimostrazione di sistemi e sviluppo di nuovi materiali”. Si sono verificati ritardi nel trasferimento dei fondi dal MSE al CNR per il progetto art.4, comma 6-DM8 Marzo 2006.


Metodi avanzati per la modellizzazione di sistemi a scala multipla e/o a conoscenza incompleta

Descrizione generale Progetto: Modellistica e Simulazione di Sistemi ComplessiTipologia di ricerca: Progetti relativi a linee tematiche a carattere strategicoIstituto esecutore: Istituto di matematica applicata e tecnologie informatiche Sede svolgimento attività: Sede principale IstitutoDip. di prevista afferenza: ICT Responsabile indicato: IRONI LILIANA Risultati conseguiti − Metodi e codici per decomposizione di dominio non conformi e loro applicazione a problemi di

elettrocardiologia. − Tecniche di stabilizzazione per problemi di “punto-sella”. − Algoritmi di “peak-detection”. − Un metodo ibrido, e relativo codice, per l’identificazione di sistemi dinamici non lineari, basato

sull’integrazione di modelli qualitativi e schemi di learning dai dati, e sua applicazione alla formulazione del modello della dinamica di germinazione di patogeni fungini.

− Metodi di decomposizione di modelli e relativi codici di simulazione qualitativa. − Metodi di aggregazione spaziale, e relativi codici, per l’estrazione di

1) pattern spazio-temporali e delle features salienti di mappe di attivazione elettrocardiaca; 2) aree di espressione del carattere complesso “longevità riproduttiva”.

− Pubblicazioni su riviste internazionali e presentazione a numerosi convegni internazionali dei risultati ottenuti.

Risorse strumentali − LS-1 Linux Supersystem Power House; − Dell Power Edge 2800, 2 Proc. Intel Xeon da 3.4 Ghz, 6GB RAM, 2 TB spazio disco; − Workstation Sun, HP e DELL; − Stampanti in rete.

Punti critici Dal punto di vista scientifico, l’attività della commessa non ha presentato particolari punti critici poichè nel gruppo di lavoro coesistono sia le necessarie competenze sia una consolidata pratica collaborativa. L’interazione con esperti dei diversi settori applicativi e` stato soddisfacente anche se problemi relativi alla rilevazione sperimentale e alla mancata erogazione di finanziamenti esterni previsti hanno sensibilmente modificato lo svolgimento del piano di lavoro. In particolare, non si sono sviluppate le applicazioni previste per la gestione del traffico a causa del mancato finanziamento da parte della Dorini S.p.A. e soprattutto del know-how industriale. Dal punto di vista della fattibilità, i punti critici cruciali sono da attribuire alla mancata possibilità di coinvolgere ulteriori unità di personale ed alla esiguità delle risorse finanziarie da fonte interna. Inoltre, la pesantezza della gestione delle entrate/uscite nonché delle fasi di consuntivo e preventivo distolgono energie all’attività scientifica più di quanto dovrebbero.

Collaborazioni Sono attive collaborazioni in ambito accademico, sia a livello nazionale che internazionale, con: − Dip. di Matematica, Univ. Pavia; − Dip. Di Informatica e Sistemistica, Univ. Pavia; − Dip. di Genetica, Univ. Pavia; − Istituto di Patologia Vegetale, Univ. Milano; − DIIMA, Univ. Salerno; − Univ. Paris Sud, Parigi, Francia; − Lab.Anal.Num.J.L. Lions, Parigi, Francia; − IMAG; − Univ. Grenoble, Francia; − Technische Univ. Vienna, Austria; − Univ. of Texas; − Austin, USA, IMA, Minneapolis, USA;


− Wolfang Pauli Institut, Vienna. Sono inoltre attive collaborazioni con enti pubblici, quali la Regione Lombardia e il Policlinico S. Matteo. In ambito CNR, si è collaborato con il Dipartimento Sistemi di Produzione, con il progetto interdipartimentale Bioinformatica e con IGM, Pavia.

Commento ad eventuali scostamenti tra le entrate previste e quelle realizzate nell’anno corrente Il finanziamento di 20000 Euro da parte della Dorini S.p.A., relativo ad una convenzione di ricerca nell’ambito del progetto MUR-SIAIGEMA (Sistema Integrato Avanzato ed Innovativo per la Gestione della Manutenzione delle Autostrade) non è pervenuto per la mancata attivazione da parte della Dorini S.p.A. Si è invece ottenuto da parte del MUR un finanziamento (28000 Euro) nell’ambito del Progetto FIRB-CASHMA. Inoltre il progetto annuale “Monitoraggio e simulazione delle epidemie di Plasmopara Viticola in Lombardia”, finanziato dalla Regione Lombardia con decorrenza dal 01/06/2006 è stato esteso per altri due anni con un finanziamento annuo di 16000 Euro.


Simulazione e valutazione di situazioni di rischio ambientale

Descrizione generale Progetto: Sicurezza Tipologia di ricerca: Progetti relativi a linee tematiche a carattere strategicoIstituto esecutore: Istituto di matematica applicata e tecnologie informatiche Sede svolgimento attività: Sede principale IstitutoDip. di prevista afferenza: ICT Responsabile indicato: SACCHI GIOVANNI Risultati conseguiti Le attività della Commessa si sono sviluppate lungo due linee si ricerca. La prima ha riguardato lo studio di modelli di propagazione di incendi: sono stati presi in considerazione modelli basati su leggi di conservazione dell’energia e della massa che tengono conto sia della radiazione, che è il meccanismo di trasferimento termico dominante in questo tipo di combustione, sia della convezione che descrive l’effetto del vento e della pendenza del terreno. Per questi modelli sono stati studiati e sperimentati numericamente schemi di approssimazione basati su elementi finiti di tipo Discontinuous - Galerkin. La seconda è stata rivolta allo sviluppo di metodologie, modelli statistici per la valutazione e la mitigazione di rischi ambientali; in particolare, analisi statistica di eventi estremi di pioggia che hanno innescato fenomeni di tipo flash flood in Ogliastra (Sardegna). Previsione di scenari di scuotimento sismico espressi in termini di intensità attesa al sito data l’intensità epicentrale di un terremoto, sulla base di leggi probabilistiche regionalizzate dell’attenuazione. Mappe dalla pericolosità sismica del territorio italiano da storie sismiche al sito.

Risorse strumentali − Linux Networx Ls-1 PowerHouse con 12 nodi computazionali biprocessori Dual-Core AMD Opteron 280 da

2.4Ghz, 8GB RAM, Ethernet (1Gb/s) e Infiniband (4Gb/s); − Dell Power Edge 2800, 2 Proc. Intel Xeon da 3.4 Ghz, 6GB RAM, 2 TB spazio disco; − Workstations Sun e HP; − Stampanti in rete; − Server HP Proliant DL 385 2 processori Opteron Dual Core; Server Windows biprocessore; PC.

Punti critici Continua a permanere critica la situazione relativa alle risorse umane, non essendo stata soddisfatta alcuna richiesta di nuove risorse. L’effetto negativo si è sentito principalmente nella impossibilità di coinvolgere, sin dall’inizio, giovani ricercatori le cui attività sono indispensabili soprattutto nelle fasi di simulazione a più stretto contatto con i problemi reali. Inoltre lo svolgimento del piano di lavoro è stato rallentato dalla incertezza dell’approvazione del Progetto ed è risultato difficoltoso a causa della mancanza di adeguate risorse finanziare da dedicare alle attività di ricerca.

Collaborazioni − Dipartimento di Matematica Università di Pavia; − IUSS – Istituto Universitario di Studi Superiori – Pavia; − Dipartimento di Matematica Università Cattolica – Brescia; − ASI – Agenzia Spaziale Italiana – Roma; − Sezione Agroecosistemi Arborei del Dipartimento di Economia e Sistemi Arborei Università di Sassari; − Dipartimento di Matematica Applicata Università di Salamanca (Spagna); − Dipartimento di Matematica Università di Amburgo (Germania); − Academy of Sciences, Bulgaria; − Dipartimento di Scienze della Terra e Geologico-Ambientali, Università di Bologna; − Dipartimento di Scienze Statistiche e Matematiche, Università di Palermo; − Dipartimento Scienze della Terra, Università di Siena; − Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia, sezz. Roma e Milano; − Istituto Nazionale di Oceanografia e di Geofisica Sperimentale – Trieste; − Politecnico di Milano; − Servizio Agrometeorologico Regionale per la Sardegna, Sassari; − Victoria University of Wellington, New Zealand.


Sviluppo e meccanismo d’azione di analoghi nucleotidici e nucleosidici come composti antiproliferativi e antivirali : nuovi composti e nuovi bersagli per la terapia

Descrizione generale Progetto: Immunologia e infettivologiaTipologia di ricerca: Progetti di sviluppo competenzeIstituto esecutore: Istituto di genetica molecolareSede svolgimento attività: Sede principale IstitutoDip. di prevista afferenza: Medicina Responsabile indicato: MAGA GIOVANNI Risultati conseguiti − DNA polimerasi lambda: suo ruolo nella tolleranza al danno ossidativo e interazione con le proteine

accessorie PCNA e RP-A. − Inibitori non-nucleosidici della RT: nuovi inibitori non-nucleosidici della RT basati su strutture chimiche del

tutto innovative e dotati di ampio spettro di attività contro mutanti resistenti. − Meccanismi di Farmaco resistenza: nuovo meccanismo di resistenza del virsu HIV mediato dalle mutazioni

nella RT alle posizioni 190 e 215. − Interazione ospite patogeno: dati preliminari sul ruolo delle proteine Vif e DDX3 nella replicazione di HIV-1

e sul ruolo della proteina NS1 del virus dell’influenza aviaria H7N1 nella patogenicità. − Antitumorali: nuovi inibitori delle tirosine chinasi Src e Abl ad elevata attività antitumorale. − Caratterizzazione di nuovi inibitori dell’Adenosina chinasi umana. − Clonazione della timidina chinasi e dell’uridina chinasi di E. histolytica. − Studio dell’espressione di proteine chinasi in fibroblasti trasformati. Queste ricerche si sono concretizzate nella pubblicazione nel 2007 di 19 lavori su riviste ISI internazionali con referee e di due brevetti internazionali.

Risorse strumentali − CHEMIDOC XR

Analisi di immagini qualitative e quantitative emesse da sorgenti chemiluminescenti, fluorescenti e/o riprese in campo chiaro. Applicazioni principali sono immunoblot, dot blot, gel da elettroforesi, conteggio colonie.

− FPLC SYSTEM LKB Purificazione proteine.

− HIGH PERFORMANCE LIQUID CHROMATOGRAPHY (HPLC) Analisi dei prodotti di reazioni enzimatiche in presenza di inibitori specifici.

− SPETTROFOTOMETRO AMERSHAM ULTROSPEC 2100 PRO Determinazione concentrazione proteine/DNA/RNA. Misurazione attività enzimatica.

− TYPHOON TRIO Autoradiografie di saggi basati sull’incorporazione di precursori radioattivi per esempio Southern, Northern, Band shifts, saggi di attività enzimatiche. Analisi qualitativa e quantitativa di gel fluorescenti. Proteomica. Conteggio colonie. Multiplex imaging di gel. Scansione di dot/slot blot, microtitre plate, macroarray. DIGE.

Punti critici − purificazione dei complessi replicativi, sia quantitativamente che qualitativamente, per l’analisi MS; − ricostituzione in vitro di sistemi complessi utilizzando proteine purificate; − clonazione e purificazione delle proteine ricombinanti in batteri e/o cellule eucariotiche; − ricostituzione dell’apparato replicativo di HIV/HCV in vitro. Condizioni di fattibilità: − creazione e/o rafforzamento di collaborazioni esistenti nazionali o all’interno di network europei; − reclutamento di personale (PhD, postdoc) con competenze specifiche.

Collaborazioni Le collaborazioni di cui si avvale la Commessa sono dettagliate alla voce Principali Collaborazioni.

Commento ad eventuali scostamenti tra le entrate previste e quelle realizzate nell’anno corrente Le entrate realizzate sono congrue a quelle previste.


Malattie genetiche dovute a difetti nella riparazione del DNA che predispongono ai tumori. Analisi genetica funzionale dei fattori importanti per l’integrità del genoma.

Descrizione generale Progetto: Medicina molecolareTipologia di ricerca: Progetti relativi a linee tematiche a carattere strategicoIstituto esecutore: Istituto di genetica molecolareSede svolgimento attività: Sede principale IstitutoDip. di prevista afferenza: Medicina Responsabile indicato: STEFANINI MIRIA Risultati conseguiti Abbiamo caratterizzato a livello cellulare, genetico e molecolare nuovi pazienti con sintomi diagnostici per xeroderma pigmentosum, tricotiodistrofia (TTD) e sindrome di Cockayne, tre malattie ereditarie difettive nella riparazione per excisione di nucleotidi (NER). È stato approfondito lo studio delle funzioni che operano al crosstalk tra riparazione del DNA e trascrizione, dei pathways di risposta allo stress ossidativo, dell’attivazione dei checkpoints in cellule difettive nel NER e delle basi molecolari della forma non fotosensibile della TTD. Nel sistema cellulare da noi messo a punto per lo studio della progressione neoplastica in cellule mesenchimali, abbiamo osservato un aumento della motilità, variazioni nell’espressione e nella localizzazione cellulare di proteine di adesione, ed alterazioni del citoscheletro che accompagnano la trasformazione. È proseguito lo studio del controllo della lunghezza dei telomeri in cellule umane. È stata ampliata la casistica di pazienti affette da POF. Risultati preliminari dello studio d’associazione del gene hanno portato all’identificazione di un aplotipo associato alla patologia.

Risorse strumentali Sono state utilizzate le strumentazioni necessarie per: − l’allestimento, il mantenimento e la propagazione colture cellulari, − l’analisi cellulare e genetica di difetti di riparazione, − l’estrazione acidi nucleici, l’amplificazione e il sequenziamento di cDNA e DNA genomico, − l’analisi e la valutazione quantitativa di marcatori radioattivi, − l’analisi tramite immunoblot e immunofluorescenza di proteine d’interesse, − l’espressione in cellule primarie umane di proteine chimeriche e la loro valutazione.

Punti critici I punti critici non sono sostanzialmente variati. Nel laboratorio esistono tutte le competenze necessarie per lo svolgimento dei vari aspetti su cui è articolato questo studio. Tuttavia una maggior disponibilità di risorse finanziarie per l’up-dating tecnologico (difficili da reperire da fonti esterne) in termini sia di strumentazione che di relative competenze permetterebbe un conseguimento più rapido dei risultati e, di conseguenza, maggiore incisività e competitività dell’attività nella ricerca sia di base che applicata.

Collaborazioni Sono state realizzate le collaborazioni previste e ne sono iniziate di nuove con gruppi di ricerca che operano in Italia e all’estero nell’ambito sia di progetti congiunti con finanziamento esterno che di specifici interessi di ricerca. È iniziata una collaborazione con il Dott. Dei Tos (Ospedale Generale di Treviso), per la caratterizzazione istologica dei tumori indotti nei topi dalle cellule umane con diverso grado di tumorigenicità. È iniziata una collaborazione con la Dott.ssa Biroccio (Istituto Regina Elena, Roma) per lo studio di un farmaco antitumorale che interagisce con le sequenze telomeriche.

Commento ad eventuali scostamenti tra le entrate previste e quelle realizzate nell’anno corrente Le entrate realizzate sono risultate maggiori rispetto a quelle previste in quanto sono stati ottenuti nuovi finanziamenti per i progetti: − “Genomica della progressione tumrale in un sistema cellulare modello” finanziato dalla Fondazione Cariplo

(contratto n. 2006-0734); − “Genetic, molecular and functional characterization of Cockayne syndrome, a rare transcription/repair

defective hereditary disease”, Programma di collaborazione Italia-USA su Malattie rare. Sono continuati i finanziamenti esterni sui progetti: − Patogenomica di tre malattie ereditarie difettive nella riparazione del DNA e nella trascrizione, Fondazione

Cariplo; − DNA Repair and human health, MRTN Comunità Europea;


− Rare genetic skin diseases, LSHM Comunità Europea; − In vitro and in vivo models to investigate the molecular mechanisms of oxidative DNA damage and repair

(MIUR Progetti di cooperazione accordi Italia-USA); − Nuovi sistemi cellulari per lo studio della riparazione delle rotture a doppia elica del DNA in cellule di

mammifero, MIUR; − Dissecting the genetic basis and molecular mechanisms of Premature Ovarian Failure, Telethon.


Cromosomi artificiali per terapia genica. Studi sulla replicazione del DNA in cellule umane ; controllo del ciclo cellulare e della proliferazione.

Descrizione generale Progetto: Medicina molecolareTipologia di ricerca: Progetti relativi a linee tematiche a carattere strategicoIstituto esecutore: Istituto di genetica molecolareSede svolgimento attività: Sede principale IstitutoDip. di prevista afferenza: Medicina Responsabile indicato: RIVA SILVANO Risultati conseguiti − Sono stati generati per ricombinazione sito-specifica cloni cellulari stabili e identificate due regioni della

LamB2, una essenziale per l’innesco della replicazione e una accessoria che garantisce una migliore efficienza di innesco e riduce l’effetto posizionale delle sequenze fiancheggianti. È stata costruita una linea cellulare con un’amplificazione di oltre 100 volte della LamB2 organizzata in minicromosomi. Le sequenze della LamB2 presenti sui minicromosomi sono attive.

− È stato dimostrato che il mutante LigI-4D, che mima la forma iperfosforilata dell’enzima, si comporta da dominante negativo, causa rallentamento della proliferazione cellulare e attiva il checkpoint ATM-dipendente. Il difetto di DNA ligasi I produce rotture sul DNA. Validata l’interazione della DNA ligasi I con un nuovo interattore alle fabbriche replicative. Dimostrato con microscopia confocale che la protein chinasi S6K2 localizza al centrosoma nel ciclo cellulare.

− Analisi del ruolo dell’oncogene c-myc nell’induzione di apoptosi da parte di antitumorali.Definizione dell’effetto del composto RS2780 sul ciclo cellulare. Screening di nuove sostanze di sintesi su linee cellulari umane tumorali.

Risorse strumentali Sono utilizzate apparecchiature e reagenti per le colture cellulari e per tutte le fasi di manipolazione del DNA ricombinante. Il laboratorio è dotato di scanner a laser per l’analisi qualitativa e quantitativa di immagini autoradiografiche e di fluorescenza (PhosphorImager), e di una camera CCD raffreddata per l’acquisizione di immagini chemiluminescenti. È presente inoltre un microscopio invertito motorizzato sull’asse Z e accessoriato di camera CCD per l’acquisizione di microfotografie a fluorescenza e a contrasto di fase, dotato di termostatazione e condizionamento del mezzo di coltura per videomicroscopia e di software adeguati per il processamento e deconvoluzione delle immagini. Il microscopio andrebbe potenziato con altri obbiettivi, le motorizzazioni sugli assi XY e sulla ruota porta filtri e di software per l’analisi morfometrica e citofluorimetrica. Infine sono disponibili termociclatori tradizionali e Real Time.

Punti critici − Verifica della capacità replicativa, della stabilità genetica e dell’espressione genica e della corretta

segregazione mitotica dei costrutti. − Validazione dei dati di proteomica. − Screening di composti con potenziale pro-apoptotico e verifica del potenziale antiproliferativo e/o pro-

apoptotico di varie sostanze in fase di produzione.

Collaborazioni − International Center for Genetic Engineering and Biotechnology-Trieste; − Dipartimento di Scienze Biomolecolari e Biotecnologie- Università di Milano; − MRC- Human Genetics Unit- Chromosome Biology Section- Edinburgo GB; − Istituto di Biochimica delle Proteine-CNR- Napoli; − Istituto Internazionale di Genetica e Biofisica CNR- Napoli; − U598 INSERM, Parigi – Francia; − Istituto Nazionale Tumori – Milano; − Dipartimento di Biologia Cellulare, Università di Pavia; − Dipartimento di Studi Farmaceutici, Università La Sapienza – Roma; − Istituto Superiore di Sanità – Roma; − Department of Biological Sciences - California State University; − Dipartimento di Biochimica - Università di Bologna; − Dipartimento di Biochimica - Università di Pavia; − IBT CNR – Milano;


− Nerviano Medical Science Center – Nerviano; − Dipartimento di Biologia Strutturale e Funzionale - Università dell’Insubria; − LBMCC – Luxembourg; − Dipartimento di Biologia - Università di Roma Tor Vergata.


Sviluppi metodologici in citometria e applicazioni alla sperimentazione biomedica; in vitro imaging

Descrizione generale Progetto: Innovazione-integrazione tecnologica in medicinaTipologia di ricerca: Progetti relativi a linee tematiche a carattere strategicoIstituto esecutore: Istituto di genetica molecolareSede svolgimento attività: Sede principale IstitutoDip. di prevista afferenza: Medicina Responsabile indicato: BOTTIROLI GIOVANNI

Risultati conseguiti − Sviluppo di tecniche di biopsia ottica per diagnosi real-time non invasiva in:oncologia (discriminazione

intraoperatoria di tessuto sano/tumorale in neurochirurgia);trapianto di fegato (selezione pre-espianto;monitoraggio della sua funzionalità durante le fasi di trapianto per ottimizzare le condizioni di conservazione);alterazioni metaboliche epatiche(steatosi).

− I vantaggi della nuova microscopia a fluorescenza LED in trasmissione (immagini ad elevato contrasto,alta efficienza di eccitazione anche a basso ingrandimento e limitata fotodecomposizione) sono stati sfruttati in problematiche analitiche quali la conta di “rare events” (cellule endotel. ed epitel.)dopo arricchimento immunomagnetico;risultati preliminari in malattie neurodegenerative hanno notevole valenza diagnostica.

− Èstato dimostrato che sia p21 che PCNA sono reclutate ai siti di danno al DNA insieme a p300. L’attività istone acetil-transferasica di p300 è richiesta in diversi processi metabolici a carico del DNA, tra cui la riparazione,attività però inibita da PCNA. Èstato dimostrato che p21 compete con PCNA per il legame a p300, destabilizzandone l’interazione, riuscendo così a ripristinarne la funzionalità.

Risorse strumentali Risorse strumentali − Apparecchiature per analisi spettrofluorimetrica e microspettro-fluorimentrica convenzionale e a fibre

ottiche nelle regioni spettrali UV-Visibile-Vicino IR; apparecchiatura per imaging di fluorescenza, sia convenzionale che FRET.

− Sistemi per microscopia in fluorescenza (sia in dotazione CNR sia messi a disposizione dalla ditta FRAEN). Citometro a flusso con doppia sorgente di eccitazione (lampada a mercurio e laser ad argon) Partec PASII. Varie celle di separazione magnetica (prototipi realizzati nel corso di attivita precedenti).

− Apparecchiature per analisi con applicazioe di tecniche di biologia cellulare e molecolare, di citochimica ed immunofluorescenza.

Punti critici − Definizione degli algoritmi per la valutazione diretta degli equilibri redox dei fluorofori endogeni significativi

del metabolismo energetico in relazione a: condizioni ottimali di conservazione di organi per trapianto; alterazioni ormonali (ormoni tiroidei). Caratterizzazione dei parametri di autofluorescenza (forme spettrali e cinetiche di photofading) significativi dell’accumulo di grasso nel tessuto epatico in alterazioni nutrizionali e patologiche (steatosi).

− Problematiche relative alla scarsa efficienza degli obiettivi a basso ingrandimento utilizzati in microscopia a fluorescenza convenzionale (epilluminazione). Valutazione della efficacia di stress ossidativi indotti e valutati in modelli costituiti da linfociti separati da sangue periferico.

− Sono disponibili in laboratorio alcuni costrutti per l’espressione di PARP-1 fusi a GST. La co-espressione a livello cellulare di questi costrutti con p21-GFP e RFP-PCNA, potrà chiarire alcuni aspetti dinamici dell’interazione tra queste proteine. A tal fine è richiesta una marcatura immunofluorescente per GST che dovrà essere visualizzata mediante fluorocromi che emettono fluorescenza blu (dotati di scarsa efficienza quantica).

Collaborazioni − Le ricerche sono proseguite con la collaborazione delle strutture individuate all’origine, per quanto

riguarda sia la componente tecnologica (sviluppo strumentale) che quella biomedica (applicazione clinica). − Oltre alle collaborazioni iniziali ne sono state attivate altre due (quali ricadute applicative di risultati

metodologico-strumentali recentemente acquisiti): 1) Istituto di Ematologia Policlinico e Univ. Pavia (ricerca e arricchimento di cellule endoteliali nel

periferico di pazienti onco-ematologici) e 2) Dipartimento di Chirurgia, Lab di Chirurgia Sperimentale e Sez. Epatopancreatica Policlinico e Univ.

Pavia (cattura e conteggio di cellule epiteliali circolanti nel sangue periferico di pazienti oncologici).-ISOF CNR Bologna (sviluppo di nuovi fluorocromi per microscopia e citometria a flusso).

Le collaborazioni attualmente in atto, saranno proseguite durante tutto il 2008.


Genetica della popolazione italiana e meccanismi di evoluzione

Descrizione generale Progetto: Epidemiologia e ricerca sui servizi sanitariTipologia di ricerca: Progetti relativi a linee tematiche a carattere strategicoIstituto esecutore: Istituto di genetica molecolareSede svolgimento attività: Sede principale IstitutoDip. di prevista afferenza: Medicina Responsabile indicato: LISA ANTONELLA Risultati conseguiti A partire della banca dati dei cognomi italiani è stata ultimata la selezione di cognomi autoctoni delle diverse province italiane. Questi dati sono stati utilizzati: a) dalle AVIS provinciali per il campionamento di individui nell’ambito del progetto di studio

dell’eterogeneità genetica della popolazione italiana; b) per ridistribuire secondo il probabile luogo di origine i coscritti della Lombardia nel 1951 e nel 1980

nell’ambito di uno studio dell’evoluzione di caratteri antropometrici. Si è dimostrato analiticamente che per un carattere adattativo continuo, equilibri polimorfici a lungo termine (polimorfismi adattativi) non possono sussistere se la selezione è stabilizzante, sia nel caso di selezione costante sia in quello in cui essa dipende dalla composizione della popolazione. Polimorfismi adattativi si possono perciò realizzare soltanto nel caso di selezione disruptiva dipendente dalla composizione della popolazione. Le analisi delle informazioni presenti in letteratura e dei dati prodotti dalle nostre indagini ha permesso di elaborare un nuovo modello del diabete di tipo I e ha consentito di identificare il peptide B9-23 dell’insulina come il principale autoantigene.

Risorse strumentali Calcolatori elettronici (Personal Computer, Workstation, Server).

Punti critici N.D.

Collaborazioni − Department of Ecology and Evolutionary Biology. The University of Tennessee, Knoxville, USA; − Department of Mathematics, University of Vienna, Austria; − Laboratori di Genetica Umana, Genetica di Popolazioni e Immunogenetica, Dipartimento di Genetica e

Microbiologia, Università di Pavia; − AVIS provinciali italiane; − Unità di Diabetologia, INRCA – Ancona; − Dipartimento di Statistica ed Economia Applicate “Libero Lenti”, Università di Pavia; − Istituto Nazionale Neurologico C. Besta – Milano; − Department of Genetics, Stanford University School of Medicine - Stanford – USA; − Service d’Anthropologie Biologique – Un. de la Mediterranée - Marseille – France; − Dipartimento di Scienze Ambientali - Un. Parma.


Sviluppo di competenze di modellistica per la realizzazione di grandi progetti industriali

Descrizione generale Progetto: Processi industriali high tech: metodi e strumentiTipologia di ricerca: Progetti di sviluppo competenzeIstituto esecutore: Istituto di matematica applicata e tecnologie informatiche Sede svolgimento attività: Sede principale IstitutoDip. di prevista afferenza: Sistemi di ProduzioneResponsabile indicato: BREZZI FRANCO Risultati conseguiti Si sono studiati modelli di transizione di fase con memoria; modelli gerarchici per dispositivi a semiconduttore micrometrici; modelli e algoritmi per il trasporto diffusivo in MOSFET nanometrici fortemente confinati; schemi numerici per la simulazione di campi magnetici ed elettromagnetici; schemi numerici per il calcolo di autovalori per gusci cilindrici incastrati. È continuato lo studio di tecniche di stabilizzazione variazionali multi-scala; schemi di Galerkin discontinuo per problemi di convezione diffusione e elettromagnetismo; correttezza spettrale dei metodi di Galerkin discontinuo su griglie qualunque; metodi di decomposizione di domini e sviluppo di precondizionatori efficienti; strategie di adattività della griglia computazionale; studio di differenze finite mimetiche con mesh poliedriche per la discretizzazione delle forme differenziali con applicazione a problemi di fluido-dinamica ed elettromagnetismo; metodi ibridi, mediante integrazione di metodi qualitativi e quantitativi, per l’identificazione di sistemi; metodi di interpretazione qualitativa di campi numerici. I risultati ottenuti sono in corso di pubblicazione su riviste internazionali.

Risorse strumentali − Linux Networx Ls-1 PowerHouse con 12 nodi computazionali biprocessori Dual-Core AMD Opteron 280 da

2.4Ghz, 8GB RAM, Ethernet (1Gb/s) e Infiniband (4Gb/s); − Dell Power Edge 2800, 2 Proc. Intel Xeon da 3.4 Ghz, 6GB RAM, 2 TB spazio disco; − Workstations Sun e HP; − Stampanti in rete.

Punti critici Continua a permanere critica la situazione relativa alle risorse umane, non essendo stata soddisfatta la richiesta di nuovo personale. L’effetto negativo si è sentito principalmente nelle limitazioni delle possibilità di valorizzare appieno all’esterno le competenze disponibili e i risultati ottenuti.

Collaborazioni − Dip.di Matematica, Univ.Pavia. − Dip. di Informatica e Sistemistica, Univ.Pavia. − Centro di Simulazione Numerica Avanzata, Scuola Superiore IUSS, Pavia. − INRIA-Le Chesnay,Francia. − Laboratoire d’Analise Numerique J.L. Lions, Parigi, Francia. − Centre de Matematique pour l’Industrie et la Physique CNRS, Tolosa, Francia. − Los Alamos National Lab,USA. − I.M.A., Univ. of Minnesota, Minneapolis, USA. − Univ.of Texas, Austin,USA. − Inst. Ang. Num. Math., Technische Univ.,Vienna, Austria. − Wolfgang Pauli Institute, Vienna, Austria.

Commento ad eventuali scostamenti tra le entrate previste e quelle realizzate nell’anno corrente Si erano previste entrate di 20.000 euro a saldo del Progetto Europeo IHP “Breaking Complexity”. I rendiconti sono già stati approvati dalla commissione e prevedono l’invio di circa 25.000 euro, ma i ritardi nei pagamenti effettivi non garantiscono l’accertabilità della somma nel 2007.


Studio della regolazione post-trascrizionale dell’espressione genica in risposta a stress. Fattori che controllano lo splicing dei mRNA in cellule normali e nei tumori.

Descrizione generale Progetto: Funzione, regolazione ed evoluzione dei genomi eucariotici Tipologia di ricerca: Progetti relativi a linee tematiche a carattere strategicoIstituto esecutore: Istituto di genetica molecolareSede svolgimento attività: Sede principale IstitutoDip. di prevista afferenza: Scienze della VitaResponsabile indicato: BIAMONTI GIUSEPPE Risultati conseguiti − Abbiamo dimostrato tramite qRT-PCR e RNA Fish che i SatIII RNA sono presenti nelle cellule per un

periodo superiore alle 40 h (> 1 ciclo cellulare) anche se il loro livello decresce progressivamente. Tramite analisi per Norther blotting abbiamo dimostrato che questi RNA vengono progressivamente convertiti in molecole di dimensioni discrete comprese tra 25 e 70 nt. Anche i piccoli SatIII RNA sono esclusivamente nucleari.

− Abbiamo dimostrato che lo splicing alternativo di Ron è controllato in relazione alla densità cellulare. Cellule SW480 di adenocarcinoma primario del colon coltivate a bassa densità mostrano i marcatori molecolari e morfologici delle cellule mesenchimali. In queste cellule viene espresso principalmente Delta Ron. Al contrario ad alta densità le stesse cellule hanno un carattere epiteliale ed esprimo Ron. Questo si accompagna ad un cambiamento nei livelli del fattore di splicing SF2/ASF che controlla lo splicing di Ron. Abbiamo dimostrato che il cambiamento nei livelli di proteina è controllato dallo splicing alternativo dei trascritti di SF2/ASF: ad alta densità cellulare un evento di exon skipping introduce uno STOP codon prematuro.

Risorse strumentali Per l’analisi svolta la commessa ha utilizzato la strumentazione in dotazione all’Istituto di Genetica Molecolare e il micoscopio confocale disponibile presso il Centro Grandi Strumenti dell’Università di Pavia. Negli anni 2005-2006 la commessa ha contribuito con i propri finaziamenti all’acquisto di strumentazioni di interesse generale per le unità di ricerca operanti nell’Istituto quali 1) CCD camera per l’analisi delle cellule fissate ed in vivo; 2) Typhoon GE per analisi di preparati radioattivi e fluorescenti. L’acquisto di tali strumenti è stato essenziale per l’esecuzione di alcune delle analisi condotte. Inoltre la commessa utilizza un termociclatore messo a disposizione dall’Istituto di Genetica e Microbiologia dell’Università di Pavia e che è necessario per l’analisi di qRT-PCR.

Punti critici Esitono diversi tipi di punti critici. 3) Scientifici. La ricerca prevede lo sviluppo di una serie di metodiche e reagenti. Ad esempio l’analisi dei

complessi ribonucleoproteici dopo stress-termico richiede la produzione di linee cellulari stabili che esprimono un fattore di splicing fuso ad un epitopo (TAP-TAG) che permette la purificazione di complessi macromolecolari in condizioni native. Questo ha richiesto molto più tempo del previsto. Attualmente la linea è disponibile.

4) Risorse. Non è facile recupeare risorse per la ricerca fondamentale. I fondi derivano soprattutto da fondazioni private e hanno una base annuale il che non favorisce una programmazione.

5) Personale. Il lavoro viene eseguito principalmente utilizzando studenti Universitari e di dottorato (quando siano disponibili i fondi per pargare delle borse). Un finaziamento delle borse di dottorato da parte dell’Ente aiuterebbe.

Collaborazioni − Prof. Baralle. ICGEB di Trieste. Identificazione di fattori di splicing che interagiscono con elementi di

regolazione dello splicing di Ron. − Prof. Valcarcel. Centre de Regulació Genòmica. Barcellona. Analisi per micro-array degli eventi di splicing

alternativo controllati da SF2/ASF durante la transizione da cellula epiteliale a cellula mesenchimale.

Commento ad eventuali scostamenti tra le entrate previste e quelle realizzate nell’anno corrente Nel 2006 era stata presentata una domanda di finanziamento alla fondazione Cariplo che non è stata finanziata. La domanda, aggiornata, è stata ripresentata.


Ruolo dei materiali geologici nei processi naturali

Descrizione generale Progetto: Il sistema terra: interazioni tra terra solida, mare, acque interne,

atmosfera e biosfera Tipologia di ricerca: Progetti relativi a linee tematiche a carattere strategicoIstituto esecutore: Istituto di geoscienze e georisorseSede svolgimento attività: Sede di Pavia Dip. di prevista afferenza: Terra e AmbienteResponsabile indicato: OBERTI ROBERTA Risultati conseguiti Pubblicazioni scientifiche (a oggi più di 50 int. e di 15 naz., e circa 20 in stampa, 9 capitoli di libri con diffusione internazionale, più di 98 relazioni a convegni di cui molte su invito), rapporti e protocolli analitici e di monitoraggio ambientale.. Organizzazione di microsimposi e di uno short course internazionale. Risultati importanti per lo sviluppo metodologico, la modellizzazione cristallochimica e termodinamica dei geomateriali, la progettazione e l’utilizzo di materiali tecnologici o per il controllo ambientale, le relazioni tra geomateriali e salute umana, come pure per i risvolti sulle problematiche geochimiche e petrologiche (dettagli nei rendiconti dei moduli). Si rileva una imponente attività di ricerca di livello elevato portata a termine con molti sforzi data la scarsezza dei finanziamenti (moduli IGG e IDPA). Il modulo IMAA anche grazie alla sua connotazione fortemente applicativa ha invece trovato ottimi spazi di finanziamento nelle amministrazioni locali e regionali, svolgendo oltre all’attività di ricerca anche una intensa ed efficace attività di monitoraggio del rischio mineralogico e geochimico e instaurando e consolidando rapporti di collaborazione.

Risorse strumentali Una delle caratteristiche peculiari della commessa è l’uso estensivo di apparecchiature analitiche di diverso genere. La messa a punto di approcci analitici integrati ha portato a notevoli avanzamenti delle conoscenze dei rapporti tra chimismo, struttura, proprietà chimico-fisiche e tecnologiche, rischio mineralogico e geochimico, provenienza e condizione di formazione dei geomateriali. L’uso delle apparecchiature disponibili presso i laboratori CNR o universitari associati (elencate nei rendiconti di modulo) è stato integrato con l’accesso a laboratori nazionali, esteri o a grandi sorgenti a gestione internazionale, attraverso una estesa rete di collaborazioni scientifiche. Fondamentale per il successo delle ricerche della commessa (soprattutto per i moduli 1 e 2) è il mantenimento sia delle attrezzature analitiche (molte delle quali necessiterebbero di updating) e delle collaborazioni con gruppi di ricerca universitari. Si richiede quindi un occhio di riguardo per la destinazione dei finanziamenti 2008, che permettano almeno in qualche caso il ripristino delle condizioni ottimali di lavoro e l’acquisto di qualche accessorio per adeguarsi all’evoluzione dei progetti.

Punti critici Critici per i moduli IGG e IDPA la manutenzione e l’updating delle risorse strumentali, e la possibilità di formare personale a cui trasmettere le competenze acquisite e che aiuti nell’esecuzione delle ricerche e delle attività di servizio rese necessarie dallo scarso finanziamento. Per un miglior utilizzo delle risorse, la rete delle apparecchiature e delle competenze analitiche andrebbe ottimizzata nel quadro di una rete di eccellenza dipartimentale o interdipartimentale. Facendo perno sulle crescenti collaborazioni all’interno del modulo IGG e all’interno della commessa, si possono ormai ipotizzare nuovi progetti rivolti sia alle conoscenze di base sia ad applicazioni di tipo ambientale o relative alla salute umana. In particolare nel settore dei minerali fibrosi e delle polveri sottili, dove le conoscenze cristallochimiche potrebbero portare ad una avanzamento della comprensione dei meccanismi del danno cellulare e a un miglioramento della normativa per quanto riguarda il tipo di minerali da regolare e la stima delle quantità e della pericolosità delle fibre. Sarebbe utile un maggiore aiuto per trovare e gestire collaborazioni con enti pubblici e entità produttive.

Collaborazioni Per i moduli IGG e IDPA, che operano nell’ambito di una ottima ricerca di base con possibilità applicative sia pur non immediate ma sempre più vicine, numerose e di ottimo livello le collaborazioni scientifiche con università, unità ospedaliere ed enti di ricerca a livello nazionale e internazionale, nelle quali i ricercatori afferenti alla commessa hanno spesso ruolo trainante e di coordinamento. Le collaborazioni con amministrazioni locali o entità produttive sono invece ancora limitate e spesso finalizzate ad attività di servizio. Ottimo invece l’inserimento presso le amministrazioni locali e regionali del modulo IMAA, come si evince dai contratti già attivati per il 2008. A questa attività si accompagna anche la produzione di rapporti, protocolli e


manuali per la divulgazione dei risultati presso gli operatori dei diversi settori produttivi che utilizzano i geomateriali argillosi e gli enti locali e nazionali che esercitano un’azione di controllo e tutela della salute umana. Questa operazione porterà certo a ulteriori collaborazioni. Si sta sviluppando molto bene anche la collaborazione sia all’interno dei moduli sia all’interno della commessa, anche finalizzata a progetti PRIN.



Provincia di Brescia



Matrici di sensori a base di materiali nanostrutturati di ossidi metallici (MOX), semiconduttori organici e loro miscele per applicazioni ambientali, alimentari e biomediche

Descrizione generale Progetto: Microelettronica, Sensori e MicrosistemiTipologia di ricerca: Progetti relativi a linee tematiche a carattere strategicoIstituto esecutore: Centro di responsabilità scientifica INFMSede svolgimento attività: LR SENSOR Dip. di prevista afferenza: Materiali e DispositiviResponsabile indicato: FAGLIA GUIDO PIETRO Risultati conseguiti L’attività di SENSOR+CASTI è rivolta a preparazione e caratterizzazione di nanowires/nanobelts monocristallini di ossidi metallici semiconduttori. Sono state ottenute eterostrutture di due differenti ossidi, drogaggio selettivo di singoli nanowires, nanofibre di WO3 mediante electrospinning e nanotubi di Carbonio. Bundle di nanowires di ossidi opportunamente funzionalizzati sono in grado di rilevare DNA senza ausilio di marcatori. Naso elettronico utilizzato con successo nel progetto EU WOUNDMONITOR per monitorare lo stato clinico di ustioni e in progetti italiani per controllo di qualità di alimenti. SENSOR è responsabile dell’analisi dati di WOUNDMONITOR: distribuiti a partner software user friendly per l’analisi esplorativa e software avanzati per il riconoscimento di pattern. Studiato clustering e validazione del numero ottimale di cluster con applicazione ad analisi di mappe olfattive in ratti. La ricerca in bioinformatica ha portato a determinare nuove firme molecolari (marcatori tumorali) da esperimenti di DNA microarray.

Risorse strumentali Le risorse utilizzate per la ricerca sono stati molteplici, tra cui per la preparazione degli strati sensibili ai gas impianti di sputtering e sistemi di evaporazione in forni tubolari. Per la caratterizzazione morfologica utilizzati microscopi SEM e AFM, in dotazione a SENSOR + CASTI. Per la caratterizzazione strutturale utilizzato il microscopio elettronico in trasmissione al CNR IMM di Bologna, per la caratterizzazione composizionale si sono utilizzati Energy Dispersive X-ray Spectroscopy e Rutherford Back Scattering. Per lo sviluppo del dispositivo finale si sono utilizzati strumenti di SENSOR + CASTI: sistemi di sputtering per la contattatura elettrica del film sensibile e per la deposizione del riscaldatore metallico che serve a portare il dispositivo alla temperatura di lavoro ottimale, saldatrici per preparare il dispositivo finale su case standard di microelettronica. Per la caratterizzazione funzionale sono stati utilizzati impianti per misurare la risposta elettrica ed ottica di sensori di gas e la risposta elettrica di biosensori in liquido. Per l’analisi dei dati è stato approntato un piccolo cluster di tre PC con Matlab e il toolbox per distributed computing.

Punti critici Nel progetto NANOS4 l’attenzione è stata rivolta alle applicazioni scelte nel progetto per cui sono stati fatti dei benchmarking per la scelta dei sensori migliori e si sono valutate la stabilità e la riproducibilità dei sensori. L’applicazione affrontata nell’ambito delle ricerche inerenti la Sicurezza dei Luoghi Pubblici Affollati richiede che le molecole target siano rivelate in bassissime concentrazioni (ppb). Lo sviluppo dei sensori è stato affrontato ottimizzandone la sensibilità al fine di rivelare le sostanze target entro i limiti richiesti. Con lo stesso obiettivo è stata progettata la camera miniaturizzata per l’alloggiamento dei sensori. Nell’ottica di investigare le proprietà fisico-chimiche dei singoli nanofili e di produrre sensori a singolo filo, si stanno sviluppando tecnologie di manipolazione e patterning che consentano di isolare il singolo filo e di integrarlo nell’opportuna struttura per il gas sensing e/o per la misura di caratteristiche funzionali (ottiche o di trasporto elettrico). Il software user friendly per l’analisi esplorativa sviluppato all’interno di WOUNDMONITOR ha necessitato tre successivi aggiornamenti per un utilizzo robusto da parte dei partner.

Collaborazioni − University of Manchester, Manchetser, UK − Semiconductor Physics Institute, Vilnius, − Lithuania Kaunas Medical University Hospital, Kaunas, Lithuania − Biodiversity SPA, Brescia, Italy − Umwelt-Systemtechnik GmbH, Gera, Germany − South Manchester University Hospitals Trust, Manchester, UK


− Istituto Superiore sui Sistemi Territoriali per l’Innovazione (SiTI), − Politecnico di Torino, Dipartimento di Scienza dei Materiali ed Ingegneria Chimica, Torino − Istituto Superiore Mario Boella, Torino − Multidisciplinar Institute for Development Research and Applications (MIDRA), Firenze − Valsala - Helsinki Finland EADS, − Munich, Germany − Consiglio Nazionale delle Ricerche Istituto per la Microelettronica ed i Microsistemi, Lecce − EME, Universitat de Barcelona, Spain − Fraunhofer IPM, Freiburg Germany − LEPMI-ENSEEG, Grenoble, France − FAE, − Barcelona, Spain − SACMI, Imola, − Italia INFN, Laboratori di Legnaro, Italia, − Max Planck Institute for Molecular Genetics, Berlin, Germany − CNRS & UFR biomedicale de l’Universite Paris V, Paris, − France Institute for Functional Genomics, − University of Regensburg, Regensburg, Germany, − Leibniz-Institut für Neue Materialien.

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