Biofisica

Argomenti di ricerca

Spettroscopia e Microscopia con eccitazione non lineare della fluorescenza per applicazioni biomediche
Biofisica

G. Chirico, M. Collini, L. D'Alfonso, L. Sironi

Development of new methods for optical non-linear microscopy to be applied to biophysics and medical physics in-vivo. In this field the Biophotonics group is developing two-photon excitation fluorescence imaging microscopy and second harmonic generation microscopy. One of the main application aims to the study of the motion of lymphocytes in lymph nodes in order to model the immune response of mice. This work is being carried out in collaboration with the Biotechnology group of our University.

Ottica adattiva per imaging in mezzi opachi e in-vivo

G. ChiricoM. BouzinM. Marini, L. Sironi

La creazione di immagini in mezzi opachi ha applicazioni che vanno dall’ingegneria all’elettronica e alla medicina e biotecnologie. Il fronte d’onda della luce viene fortemente modificato dalle disomogeneita’ del mezzo in cui propaga, su un ampio intervallo di frequenze spaziali. Per potere correggere questi effetti si può fare uso di vari elementi riflessivi o diffrattivi programmabili come specchi deformabili o spatial light modulators. Lo scopo delle tesi proposte è quello di accoppiare queste tecnologie, in parte mutuate dall’astronomia osservativa, a tecniche di microscopia ottica per lo studio di tessuti sia in vitro che in-vivo.

Referenze:
Pozzi et al.  J. of Biomedical Optics, 19(6), 067007 (2014) https://doi.org/10.1117/1.JBO.19.6.067007
 

Microfabbricazione laser di idrogel per applicazioni biomediche

G. Chirico, M. Collini, A.B. Zeynali, M. Marini

La fotopolimerizzazione può essere utilizzata per fabbricare idrogel per la coltura cellulare e l'ingegneria dei tessuti. In particolare sviluppiamo photoresists a base proteica per fabbricare, mediante laser o LED UV, microstrutture ad alto rapporto assiale (da 3 a 5) e di piccole dimensioni (da 30 μm a 50 μm). Utilizziamo sia sorgenti UV (385 nm) che laser pulsati nel vicino infrarosso (ampiezza dell'impulso di femtosecondi) per ottenere una scrittura ad alta risoluzione. Il laser viene scansionato sul resist per indurre la polimerizzazione o viene utilizzata una maschera davanti al LED UV. Questi metodi vengono utilizzati per fabbricare microstrutture che possono ospitare cellule per la coltura cellulare o essere impiantate in vivo per l'ingegneria dei tessuti.

Referenze:

  1. hdl:10281/365124
  2. hdl:10281/359864
  3. hdl:10281/332299

Metodi di Intelligenza Artificiale per la digital pathology o le scienze ambientali

L. Sironi, L. Presotto

La fisica dei sistemi complessi, dalla biofisica alla Fisica Ambientale, necessita l’analisi di una notevole mole di dati che dipendono da numerosi parametri. Sono perciò numerosi gli ambiti in cui metodi di Machine Learning e di Intelligenza artificiale possono essere usate vantaggiosamente per organizzare i dati ottenuti e per cercare di formulare dei modelli chimico-fisici. Oltre a questo, il tentativo di simulare numericamente sistemi complessi, come il sistema immunitario, deve passare attraverso l’uso di metodi di active learning. Le tesi offerte in questo ambito vanno dallo sviluppo di sistemi di correzione di immagini prese nell’intervallo ottico (UV-NIR) sia in microscopia di tessuti che in monitoraggio ambientale e di immagini X-ray o PET, allo sviluppo di metodi di active learning per l’analisi di simulazioni numeriche del sistema immunitario.

Posizioni aperte