Un unico strumento per osservare, sezionare, analizzare e comprendere la materia, dai campioni biologici alle microstrutture più complesse. È quanto avviene oggi al N3-Lab – il laboratorio congiunto tra Università del Salento e CNR-IMM di Lecce – grazie all’introduzione del sistema Dual Beam Tescan, strumento fornito e installato da Assing nel settembre 2024.
Il Dual Beam, nella sua configurazione Cryo FIB-SEM, si è rivelato uno strumento polivalente e strategico per un centro di ricerca che lavora su frontiere scientifiche trasversali: dalla nanobiomedicina alla scienza dei materiali, passando per l’elettronica e la sensoristica.
Ne abbiamo parlato con la Prof.ssa Rosaria Rinaldi, direttrice del laboratorio, e del Dott. Riccardo Di Corato, ricercatore, per scoprire nel dettaglio le potenzialità dello strumento e il suo impatto sulla ricerca multidisciplinare condotta al N3-Lab.
Prof.ssa Rinaldi, che tipo di attività si svolgono all’interno del N3-LAB? Su quali ambiti di ricerca siete più attivi oggi?
Le attività di ricerca che sono affrontate nel nostro laboratorio sono estremamente multidisciplinari, potendo contare sulla presenza di personale con formazione ed esperienze lavorative molto variegate e complementari. In particolare, molte attività sono incentrate sullo studio di biomateriali micro-nano strutturati e di dispositivi multifunzionali, per applicazioni in ambiente e medicina. Inoltre, la struttura consente la realizzazione e la caratterizzazione di dispositivi/sistemi per applicazioni in micro-nanoelettronica e la sintesi e funzionalizzazione di nanocristalli colloidali per applicazione in teranostica e sensoristica.
Il N3-LAB è un laboratorio congiunto tra Università del Salento e CNR-IMM. Che vantaggi offre questa struttura ibrida nel fare ricerca avanzata su scala nanometrica?
La collaborazione tra l’Università del Salento e l’Istituto per la Microelettronica e Microsistemi del CNR di Lecce è consolidata da diversi anni, risultando nel 2021 nell’istituzione del laboratorio congiunto denominato “Facility di Nanobioelettronica, Nanobiotecnologie e Nanomedicina”. La possibilità del personale coinvolto nelle attività del laboratorio congiunto di poter avvalersi di strumentazione e, soprattutto, delle conoscenze derivanti dai due diversi enti ha permesso negli anni di poter raggiungere ottimi traguardi in termini di finanziamenti, di pubblicazioni internazionali e di formazione dei giovani ricercatori che hanno svolto la loro formazione presso il nostro laboratorio.
Nel settembre 2024 avete installato un sistema Dual Beam Tescan, distribuito in Italia da Assing. Perché avete scelto questo strumento?
La scelta di questo strumento nasce dall’esigenza di poter contare su una macchina che permette la realizzazione di sezioni ultrasottili di campioni biologici da poter analizzare all’interno della piattaforma di ricerca CERIC-ERIC “BIO Open Lab” dell’Università del Salento. La scelta del sistema prodotto da Tescan è sicuramente condizionata dalla estrema versatilità dello strumento, con numerose possibilità di personalizzazione e di upgrade, e dalle specifiche che rendono la macchina tra le più performanti sul mercato.
Dottor Di Corato, a quali applicazioni o attività di laboratorio è destinato principalmente lo strumento nel vostro contesto?
Il sistema Dual Beam di Tescan, precisamente un Cryo FIB-SEM, è un sistema molto polivalente che permette di poter analizzare campioni di qualsiasi natura. La possibilità di poter utilizzare dei liquidi criogenici permette di poter processare dei campioni biologici “vitrificati”, non dovendo quindi ricorrere a processi di fissazione o di rivestimento metallico per renderli osservabili al microscopio. Questa potenzialità, garantita dai sistemi realizzati da Leica e integrati nel sistema Tescan, permette di avvicinare l’analisi quanto più possibile alle condizioni fisiologiche, riducendo possibili artefatti. Ma la sua vocazione “bio” non impedisce al Tescan Amber di poter essere utilizzato nel campo della scienza dei materiali per l’analisi di diverse micro- e nano-strutture: a differenza di altri microscopi elettronici a scansione, la particolare configurazione del sistema permette di poter analizzare anche cristalli su scala nanometrica con un’ottima risoluzione spaziale.
Quali sono i principali vantaggi che questo tipo di strumentazione vi offre, in termini di risoluzione, versatilità o nuove possibilità di analisi?
Indubbiamente la possibilità di analizzare, processare e analizzare in termini di morfologia, composizione e fluorescenza un campione biologico nello stesso strumento offre dei vantaggi importanti perché riduce i tempi di analisi e i processi di lavorazione che un campione deve subire per poter essere analizzato. In particolare, questo strumento è uno dei pochi a permettere la detection in situ della fluorescenza del campione analizzato, grazie al sistema di eccitazione e analisi FLM METEOR prodotto da Delmic e perfettamente integrato nel microscopio Amber di Tescan.
Che tipo di materiali o dispositivi analizzate o modificate con il Dual Beam? E che tipo di informazioni vi permette di ottenere?
Dalla sua installazione abbiamo avuto modo di poter provare numerosi materiali, spaziando da campioni biologici a dispositivi semiconduttori, da nano e microparticelle a microelettrodi. La possibilità di poter penetrare nel materiale, grazie al fascio ionico di Gallio della colonna FIB, permette di approfondire la struttura e la morfologia in sezioni trasversali dello stesso. Inoltre, diversi rilevatori di cui il Tescan Amber è fornito ci permettono di estrapolare numerose informazioni sulla natura dei campioni analizzati.
Avete riscontrato un impatto concreto nella vostra attività sperimentale da quando è stato introdotto lo strumento?
Certamente, le analisi condotte con questo strumento ci prospettano diversi scenari applicativi e forniscono delle informazioni che nessun altro strumento nel parco macchine del laboratorio congiunto, e non solo, è in grado di poter fornire. È sicuramente una macchina complessa ma allo stesso tempo user-friendly con un software molto intuitivo, ogni giorno impariamo come sfruttare al meglio le sue potenzialità. Il servizio post-vendita di assistenza fornito da Assing è stato un valore aggiunto specie in queste prime fasi di utilizzo del sistema, con numerose occasioni di interazione tra noi e il personale specializzato della ditta.