Dedica tutto il suo tempo a studiare i sensori di gas, dispositivi in grado di rilevare la presenza di determinate quantità di molecole gassose nell’ambiente circostante, che vengono oggi impiegati in svariate applicazioni: dal controllo della qualità e freschezza del cibo, passando per il monitoraggio ambientale e la sicurezza sul lavoro, sino a giungere alla diagnostica medica. Lei è Sonia Freddi, dottoranda al quarto anno in Science presso l'Università Cattolica e la KU Leuven (Belgio), dopo la laurea in Fisica e un anno da assegnista di ricerca presso il Dipartimento di Fisica di Roma Tor Vergata.
«Tutto è iniziato con la tesi magistrale dedicata allo sviluppo di due sensori di gas a base di nanotubi di carbonio, per applicazioni sia ambientali che mediche. Trascorrevo molto tempo in laboratorio e qui ho capito che mi sarebbe piaciuto continuare a fare ricerca». Così Sonia ha iniziato a costruire sensori di gas, che potevano essere assemblati all’interno di un naso elettronico per applicazioni mediche.
«Un naso elettronico funziona mimando il sistema olfattivo umano: infatti, siamo in grado di riconoscere per esempio l’odore del caffè, perché, tramite i bulbi olfattivi, che interagiscono con le molecole associate all’aroma da riconoscere, l’informazione arriva al nostro cervello che classifica l’aroma e tiene memoria dell’informazione ricevuta. Allo stesso modo i sensori che compongono un naso elettronico percepiscono le molecole di gas nell’ambiente circostante e, tramite un’analisi statistica multivariata, sono in grado di riconoscere di che gas si tratta».
Quali sono le applicazioni mediche di questi dispositivi?
«Essenzialmente vengono impiegati nell’analisi del respiro esalato. Questa tecnica diagnostica si basa sul fatto che la quantità e la qualità delle molecole presenti nel respiro esalato da persone sane differisce da quelli presenti nel respiro delle persone malate. Le molecole presenti in quantità anomale nei soggetti malati rispetto a quelli sani sono definite biomarcatori. Per esempio, persone affette da patologie epatiche o renali presentano una maggior quantità di ammoniaca nel loro respiro, mentre elevate quantità di cloro o sodio sono presenti nei bambini affetti da fibrosi cistica. In generale, si riesce ad associare a ciascuna patologia uno o più biomarcatori e se siamo in grado di tracciare la loro presenza nel respiro, possiamo capire se una persona è sana o malata».
Che impatto ha nella società una ricerca ci questo tipo?
«Grazie al fatto di essere una tecnica economica, non invasiva e in grado di dare ottimi risultati in tempi brevi, l’utilizzo di un naso elettronico sta diventando una risorsa sempre più importante nel campo della diagnosi precoce di alcune patologie e potrebbe essere impiegato anche in test screening. Inoltre, grazie soprattutto al suo basso costo, potrebbe essere una risorsa notevole anche per la diagnostica nei paesi del terzo mondo».
Una piccola curiosità: anche il COVID-19 potrebbe essere diagnosticato con un naso elettronico?
«In questo caso ci sono ancora delle questioni aperte, come la corretta identificazione dei biomarcatori di questa patologia, ma ci sono già un paio di ricerche già pubblicate che dimostrano la possibilità di diagnosi COVID-19 tramite naso elettronico».
