Spettrometro NMR Bruker Avance III 600MHz

Responsabile Scientifico: Prof.ssa Cristina Airoldi - tel: 02 6448 3303, email: cristina.airoldi@unimib.it

Breve descrizione della strumentazione

Lo spettrometro è dotato di tre sonde adatte all'analisi di campioni liquidi, solidi ed eterogenei.

La sonda per campioni liquidi è una criosonda QCI ( ¹H, ¹³C, ¹⁵N, ³¹P ), con una sensibilità circa 5 volte superiore a una sonda convenzionale, e quindi particolarmente adatta per l'analisi di campioni a bassa concentrazione come per studi strutturali su macromolecole biologiche, o per l'analisi rapida di campioni instabili, consentendo così l'analisi di campioni biologici, come proteine instabili o soggette a cambiare il loro stato di ripiegamento o aggregazione nel tempo.

La sonda HR-MAS con rotore da 4 mm a tripla risonanza ( ¹H, ¹³C, ¹⁵N ) consente l'analisi della composizione molecolare di frammenti di tessuto provenienti da biopsie, sospensioni cellulari, gel e, in generale, campioni eterogenei.

Una sonda ¹H/X/Y MAS a tripla risonanza a doppia banda larga allo stato solido (rotore MAS da 2,5 mm) consente l'applicazione delle tecniche CP-MAS, HETCOR e MQ-MAS per rilevare informazioni strutturali su un'ampia gamma di campioni, dalla scienza dei materiali ai polimeri e sistemi biologici.

Applicazioni

È disponibile un’ampia gamma di sequenze di impulsi che consentono di effettuare i più comuni esperimenti monodimensionali e bidimensionali, così come esperimenti avanzati tra cui:

• esperimenti tridimensionali (tutti gli esperimenti tripla risonanza oggi utilizzati per risolvere la struttura tridimensionale di polimeri e macromolecole di interesse biologico);
• esperimenti specificamente disegnati per studiare processi di riconoscimento molecolare quali interazioni recettore-ligando, proteina-proteina, proteina-acido nucleico, proteina-polisaccaride.

E’ possibile l’analisi di un’ampia gamma di campioni contenenti sostanze di interesse chimico e biologico:

• molecole a basso peso molecolare (farmaci, metaboliti, modulatori enzimatici, intermedi di sintesi);
• molecole a peso molecolare molto elevato (proteine, polisaccaridi, acidi nucleici), frammenti di membrane biologiche e nanoparticelle, frammenti di organelli cellulari, cellule, frammenti di tessuti.

Esempi di servizi offerti

• acquisizione e/o interpretazione di spettri 1D e 2D;
• analisi quantitative (determinazione della concentrazione/quantità di un composto di interesse presenti in soluzione);
• conferma dell’identità strutturale di un composto organico;
• identificazione della struttura di un composto organico incognito;
• studi di interazione ligando-recettore;
• analisi di miscele complesse di composti organici;
• analisi di metabolomica.

Ubicazione dello strumento: Piano -2 Stanza 2i24

Per informazioni: Prof.ssa Cristina Airoldi - tel: 02 6448 3303, email: cristina.airoldi@unimib.it

Elenco pubblicazioni significative:

1. Palmioli A., Airoldi C.*, An NMR Toolkit to Probe Amyloid Oligomer Inhibition in Neurodegenerative Diseases: From Ligand Screening to Dissecting Binding Topology and Mechanisms of Action, ChemPlusChem, 2024, e202400243 https://doi.org/10.1002/cplu.202400243

2. Ciaramelli C., Palmioli A., Brioschi M., Viglio S., D'Amato M., Iadarola P., Tosi S., Zucconi L., Airoldi C.* Antarctic Soil Metabolomics: A Pilot Study. Int J Mol Sci. 2023, 24, 15, 12340. DOI: 10.3390/ijms241512340

3. Ciaramelli C., Palmioli A., Airoldi C.,* NMR-based ligand-receptor interaction studies under conventional and unconventional conditions, in New Developments in NMR n° 26, NMR Spectroscopy for Probing Functional Dynamics at Biological Interfaces, edited by Anirban Bhunia, Hanudatta S. Atreya and Neeraj Sinha, The Royal Society of Chemistry, 2022, 6, 142, https://doi.org/10.1039/9781839165702-00142.

4. Palmioli A.*, Sperandeo P., Bertuzzi S., Polissi A., Airoldi C.*, On-cell Saturation Transfer Difference NMR for the identification of FimH ligands and inhibitors, Bioorg. Chem., 2021, 112, 104876. https://doi.org/10.1016/j.bioorg.2021.104876

5. Ciaramelli C., Fumagalli M., Viglio S., Bardoni A. M., Piloni D., Meloni F., Iadarola P.*, Airoldi C.*, 1H-NMR to evaluate the metabolome of bronchoalveolar lavage fluid (BALf) in bronchiolitis obliterans syndrome (BOS): Toward the development of a new approach for biomarker identification, J. Proteome Res., 2017, 16, 4, 1669–1682  https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.jproteome.6b01038

Responsabile Scientifico
Prof. Antonino Natalello - tel: 02 6448 3461, email: antonino.natalello@unimib.it

Locale: 4051, 4° piano, edificio U3

La spettroscopia FTIR permette di ottenere informazioni sulla struttura delle biomolecole attraverso l’analisi del loro assorbimento nella regione spettrale dell’infrarosso.

Utilizzi

• Proprietà strutturali di biomolecole
• Struttura secondaria delle proteine
• Aggregazione di proteine grazie all’esistenza di bande IR specifiche per questo processo
• Stabilità conformazionale delle proteine
• Confronto con RLD (reference listed drug)
• Unfolding e misfolding di proteine
• Funzionalizzazione di materiali

Il campione può essere esaminato sia in soluzione che in forma solida (liofili, film idrati) grazie alla possibilità di effettuare misure FTIR sia in trasmissione che in riflessione totale attenuata (ATR).

Inoltre, attraverso misure di microscopia FTIR è possibile analizzare cellule intatte e organismi modello quali C. elegans.

Nel nostro Dipartimento è presente lo spettrometro FTIR ad alte prestazioni Varian 670-IR (Varian Australia Pty Ltd, Mulgrave VIC, Australia) con allineamento dinamico e rivelatore ad alta sensibilità (MCT). Inoltre, è dotato di cella porta-campione e sistema ATR (in diamante a singola e a nove riflessioni) con controllo della temperatura. Infine, lo spettrometro è accoppiato al microscopio IR Varian 610-IR.

Servizi offerti

• Proprietà conformazionali e stabilità di proteine e peptidi – analisi, assegnazione e interpretazione dei dati spettrali. Il servizio può prevede anche analisi condotte con più tecniche complementari di spettroscopia ottica (FTIR, dicroismo circolare, Fluorescenza)
• Spettroscopia e Microspettroscopia infrarossa e trasformata di Fourier (FTIR) – analisi di campioni solidi.
• Spettroscopia e Microspettroscopia infrarossa e trasformata di Fourier (FTIR) – analisi di campioni in soluzione e cellule.

Responsabile Scientifico
Prof.ssa Stefania Brocca - tel: 02 6448 3518, email: stefania.brocca@unimib.it

Locale: 4026, 4°piano, edificio U3.

La spettroscopia di fluorescenza misura la radiazione emessa da un fluoroforo dopo che è stato eccitato da una luce di lunghezza d’onda opportuna.

In particolare, questa tecnica può essere usata per lo studio di

• Struttura terziaria delle proteine
• Stabilità conformazionale delle proteine
• Unfolding e aggregazione di proteine
• Interazione tra molecole con cambiamenti della fluorescenza
• Saggi enzimatici

Nel nostro dipartimento è presente lo spettrofluorimetro Cary Eclipse (Varian Australia Pty Ltd, Mulgrave VIC, Australia) dotato di controllo della temperatura, lettore di piastre multi-pozzetto e di un accessorio per misure di anisotropia statica.

Responsabile Scientifico
Prof. Antonino Natalello - tel: 02 6448 3461, email: antonino.natalello@unimib.it

Locale: 4044, 4° piano, edificio U3

La spettroscopia CD studia le proprietà chirali intrinseche o indotte delle biomolecole.

In particolare, questa tecnica può essere usata per lo studio di

• Proprietà strutturali di biomolecole
• Struttura secondaria e terziaria delle proteine
• Stabilità conformazionale delle proteine
• Interazione proteina-ligando, proteina-DNA ect.
• Folding e unfolding di proteine.

Nel nostro Dipartimento è presente uno spettropolarimetro Jasco J815 (JASCO corporation, Japan) che lavora nell’intervallo da 163 nm a 900 nm. La temperatura del campione è controllata tramite Peltier (intervallo operativo -10°C e + 110°C). Lo strumento è dotato di accessori per misure Stopped-Flow, titolazioni e fluorescenza.