Laboratorio di Analisi Farmaceutica (LAF)

Macroarea di ricerca: Analisi Farmaceutica

Settori ERC: LS7 Applied Medical Technologies, Diagnostics, Therapies and Public Health, PE4 Physical and Analytical Chemical Sciences, PE5 Synthetic Chemistry and Materials 

Referenti: Gabriella Massolini (PO - Responsabile), Enrica Calleri (PO), Caterina Temporini (PA), Gloria Brusotti (RU), Sara Tengattini (RTDb), Francesca Rinaldi (RTDa)

Junior Staff: Sofia Salerno (Dottoranda), Aurora Tini (Dottoranda), Federico Bergami (Dottorando), Lorenza Cassano (Dottoranda), Sunil Kumar (Post Doc) 

Linea di ricerca 1

 Sviluppo di piattaforme analitiche integrate basate sulla cromatografia liquida (CEX, SEC, HILIC, RP) accoppiata alla spettrometria di massa per l’analisi strutturale di proteine di interesse terapeutico e per la caratterizzazione delle principali modificazioni post-traduzionali (ossidazione, deamidazione, fosforilazione e glicosilazione) e per studi di stabilità. Ottimizzazione, mediante design of experiment (DoE), e applicazione di tali metodi alla caratterizzazione analitica di prodotti bioterapeutici (proteine ricombinanti, anticorpi mono e poli-clonali, antibodies-drug conjugates,vescicole, lisati cellulari) provenienti da linee cellulari umane, da lieviti, da batteri o da piante.

Linea di ricerca 2

Sviluppo razionale e caratterizzazione analitica di glicoconiugati come potenziali vaccini antitubercolari. La produzione di glicoconiugati terapeutici si realizza, mediante la collaborazione con altri gruppi del Dipartimento, sia tramite metodi chimici, sia attraverso metodi enzimatici, sia attraverso una innovativa combinazione dei due approcci.

La caratterizzazione, che si sviluppa sia a livello intatto (top down), sia (glico)peptidico (bottom up), prevede l’impiego di  tecniche cromatografiche complementari (HILIC, RP e SEC) accoppiate a rivelazione UV e/o spettrometria di massa ad alta risoluzione (HRMS) ed ha lo scopo di definire l’identità e la composizione dei glicoconiugati, permettendo studi di correlazione struttura-attività.

Linea di ricerca 3

Sviluppo di metodi per studi di cinetiche di legame, label-free e in real-time che sfruttano biosensori ottici progettati intorno ad una innovativa microfluidica e alla tecnologia Grating-Coupled Interferometry (GCI) brevettata da Creoptix®.
Sviluppo di metodi analitici specifici per studi di binding per la caratterizzazione dell’interazione farmaco-proteina e per lo studio di relazioni struttura-affinità.
Sviluppo di biosensori a base di recettori di membrana per studi di affinità del recettore di membrana GPR17 coinvolto in malattie demielinizzanti e per i recettori nucleari PPARs coinvolti nella sindrome metabolica. Sviluppo di un metodo innovativo per la caratterizzazione di meccanismi allosterici.
Messa a punto di metodiche per l’immobilizzazione di concavalina A per studiare l’affinità per le lectine di proteine e anticorpi mannosilati.

Linea di ricerca 4

Sintesi, caratterizzazione e applicazione in ambito farmaceutico e tossicologico di polimeri sintetizzati utilizzando emulsioni ad alta fase interna (polyHIPE). Ambiti di applicazione: supporti cromatografici per estrazione selettiva in fase solida da matrici complesse (acque reflue), materiali per stampa 3D, scaffold per il rilascio di farmaci. Sintesi di materiali polyHIPE molecular imprinted per l’estrazione selettiva di farmaci o molecole di interesse tossicologico.

Linea di ricerca 5

Sviluppo di metodi analitici integrati per applicazioni di ligand affinity fishing in matrici vegetali mediante SEC-RP-MS al fine di individuare nuovi scaffold e/o ligandi dei recettori PPARs (all’interno del National Biodiversity Future Center) e  per lo screening di estratti vegetali allo scopo di identificare inibitori di target enzimatici anche mediante CE.

Linea di ricerca 6

Messa a punto e ottimizzazione di tecniche estrattive non convenzionali (microonde, ultrasuoni) per il recupero di acidi grassi da prodotti di scarto (crusca di grano) e loro caratterizzazione e quantificazione mediante GC-MS.
Caratterizzazione analitica di nuovi surfattanti prodotti da materiale di scarto.

Linea di ricerca 7

Sviluppo di metodi cromatografici per la caratterizzazione dimensionale, strutturale e di contenuto di nanostrutture. In particolare, sono attuale oggetto di ricerca le nanoparticelle lipidiche (LNPs) per il delivery di farmaci a base di RNA e le vescicole extracellulari (EVs), che rappresentano un importante sistema di comunicazione tra cellule nonché un promettete veicolo di farmaci.

1. Ghizzani V, Ascione A, Gonnella F, Massolini G.  and Luciani F (2025) Exploring imaged capillary isoelectric focusing parameters for enhanced charge variants quality control. Front. Chem. 13:1536222. doi: 10.3389/fchem.2025.1536222
2. Development of an analytical platform for the affinity screening of natural extracts by SEC-MS towards PPARα and PPARγ receptors. De Soricellis G, Rinaldi F, Tengattini S, Temporini C, Negri S, Capelli D, Montanari R, Cena H, Salerno S, Massolini G, Guzzo F, Calleri E. Anal Chim Acta. 2024 Jun 22;1309:342666. doi: 10.1016/j.aca.2024.342666.
3. Glycovaccine Design: Optimization of Model and Antitubercular Carrier Glycosylation via Disuccinimidyl Homobifunctional Linker. Tengattini S, Rubes D, Serra M, Piubelli L, Pollegioni L, Calleri E, Bavaro T, Massolini G, Terreni M, Temporini C. Pharmaceutics. 2023 Apr 23;15(5):1321. doi: 10.3390/pharmaceutics15051321.
4. Combination of a solid phase extraction and a two-dimensional LC-UV method for the analysis of vitamin D3 and its isomers in olive oil. Rinaldi F, Tengattini S, Amore E, Scarabelli F, Massolini G, Calleri E, Temporini C. Talanta. 2024 Mar 1;269:125486. doi: 10.1016/j.Talanta.2023.125486..
5. Effect of glycosylation on the affinity of the MTB protein Ag85B for specific antibodies: towards the design of a dual-acting vaccine against tuberculosis. Bernardini R, Tengattini S, Li Z, Piubelli L, Bavaro T, Modolea AB, Mattei M, Conti P, Marini S, Zhang Y, Pollegioni L, Temporini C, Terreni M. Biol Direct. 2024 Jan 25;19(1):11. doi: 10.1186/s13062-024-00454-5.
6. Evaluating the potential of hydrophilic interaction liquid chromatography for collagen peptide mapping analysis. Lioi M, Tengattini S, D'Atri V, Massolini G, Daly S, Temporini C, Guillarme D.J Chromatogr A. 2024 Dec 6;1738:465473. doi: 10.1016/j.chroma.2024.465473.
7. Direct glycosylation analysis of intact monoclonal antibodies combining ESI MS of glycoforms and MALDI-in source decay MS of glycan fragments. Senini I, Tengattini S, Rinaldi F, Massolini G, Gstöttner C, Reusch D, Donini M, Marusic C, van Veelen PA, Domínguez-Vega E, Wuhrer M, Temporini C, Nicolardi S. Commun Chem. 2024 Sep 12;7(1):203. doi: 10.1038/s42004-024-01297-x.
8. Plant-related quality attributes affecting FcγRIIIa binding: affinity chromatography analysis of rituximab glycovariants from Nicotiana benthamiana. Tengattini S, Tini A, Marusic C, Rinaldi F, Senini I, Calleri E, Perez V, Pisano C, Donini M, Temporini C. Front Plant Sci. 2025 Jun 27;16:1607403. doi: 10.3389/fpls.2025.1607403.
9. GCI-Based Affinity Screening of Synthetic Oligomannosides towards Concanavalin A. Rubes D, Tengattini S, Serra M, Bavaro T, Temporini C, Wang H, Zhang Y, Rinaldi F, Terreni M, Calleri E. Chemistry. 2025 Sep 20:e02137. doi: 10.1002/chem.202502137.
10. Development and Application of an In-Capillary CE-DAD Method for the Inhibitory Screening of Natural Extracts Towards Acetylcholinesterase Enzyme. Rinaldi F, Salerno S, Frigoli E, De Soricellis G, Brusotti G, Negri S, Radice M, Merlo F, Speltini A, Cena H, Calleri E. Metabolites. 2025 Apr 18;15(4):283. doi: 10.3390/metabo15040283.

Collaborazioni Nazionali

UNIVERSITA' E CENTRI DI RICERCA

• Prof. Stefano Capaldi, Dipartimento di Bioptecnologia, Università di Verona
• Prof. Antonio Lavecchia, Università degli Studi di Napoli “Federico II”
• Dott. Davide Capelli, Istituto di Cristallografia, Consiglio Nazionale delle Ricerche Montelibretti, Monterotondo Scalo, Roma
• Prof. Loredano Pollegioni, The Protein Factory, Centro Interuniversitario Politecnico di Milano, ICRM CNR Milano e Università dell’Insubria, Milano
• Prof.ssa Giovanna Speranza, Dipartimento di Chimica, Università di Milano
• Dr. Gianluca Sferrazza Istituto di Farmacologia Traslazionale, Consiglio Nazionale delle Ricerche, Roma
• Prof. Ferdinando Auricchio, Dipartimento di Ingegneria Civile e Architettura, Università di Pavia
• Prof. Maurizio Mattei, Dipartimento di Biologia e Direttore del Centro Interdipartimentale per la Medicina Comparata, le Tecniche Alternative e l'Acquacoltura; Università di Roma Tor Vergata
• Dott.ssa Cristina Sottani, Istituti Clinici Maugeri, Pavia
• Dott. Marcello Donini, Laboratorio di Biotecnologia, ENEA Casaccia Research Center, Roma
• Prof.ssa Flavia Buzzo, Dipartimento di Biotecnologie, Università di Verona
• Prof. Roberto Gotti, Dipartimento di farmacia e Biotecnologia, Università di Bologna
• Prof.ssa Sandra Furlanetto, Dipartimento di Chimica 'Ugo Schiff', Università di Firenze
• Dott.ssa Francesca Luciani, Biotech Section Biologicals and Biotechnologicals Unit, National Centre for the Control and Evaluation of Medicines (CNCF), Istituto Superiore di Sanità, Roma
• Prof. Delia Mandracchia, DMMT-Sede Europa Università di Brescia
• Prof.ssa Carolina Elena Girometta Dipartimento di Scienze della Terra e dell’Ambiente, Università di Pavia.

AZIENDE FARMACEUTICHE

• Special Product’s Line S.p.A; Via Fratta Rotonda Vado Largo, 1 – 03012 Anagni (FR)
• Nemysis Limited, Suite 4.01 Ormond Building, 31-36 Ormond Quay Upper, Arran Quay, Dublin-Ireland
• Kedrion S.p.A. Via di Fondovalle, Loc. Bolognana, 55027 Gallicano (LU)
• Corion Biotech, via G. Giolitti 48, Torino (Italy)

Biogem S.c.ar.l. Via Camporeale Area P.I.P. Ariano Irpino (AV) Italy

Collaborazioni Internazionali

• Dr. Benjamin Peters Instrumental Analytics R&D, Merck KGaA, Darmstadt, Germany. Frankfurter Str 250, 64271 Darmstadt, (Germany);
• Prof. Igor Kaltashov University of Massachusetts-Amherst, USA
• Prof. Davy Guillarme, Valentina D’Atri, Institute of Pharmaceutical Sciences of Western Switzerland (ISPSO), Group of Analytical Pharmaceutical Chemistry University of Geneva, Geneva (Switzerland)Manfred Wuhrer, Simone Nicolardi, Leiden University Medical Center, Albinusdreef 2, Leiden (The Netherlands);
• Prof. F. Javier Arias Vallejo, Smart Devices for NanoMedicine Group, Universidad de Valladolid e Instituto de Biomedicina y Genética Molecular (IBGM), Valladolid (SPAIN);
• Dr. Marcela Cristina de Moraes, Universidade Federal Fluminense, Instituto de Química Departamento de Química Orgânica; BioCrom - Cromatografia de bioafinidade e Química ambiental. Outeiro de São João Batista, s/n - sala 206A CEP 24020-141 Niterói/RJ (Brazil)

PNRR financed by European Union – NextGenerationEU within the National Biodiversity Future Center (NBFC, CN00000033, CUPB83C22002930006).

PRIN: PROGETTI DI RICERCA DI RILEVANTE INTERESSE NAZIONALE – Bando 2022 PNRR- Prot. P2022WKBH7. AGRIECOSURF - AGRIcultural by-products recycling for healthcare ECOlogic SURFactants production

PRIN: PROGETTI DI RICERCA DI RILEVANTE INTERESSE NAZIONALE – Bando 2022 Prot. 2022AF8KZ3: Quality by Design approach for the development of validated analytical platforms to be used for recombinant proteins characterization and Quality Control (QubyD4Prot)

Progetto di ricerca quadriennale finanziato dal Ministero della Salute, Traiettoria 4 “Biotecnologie, Bioinformatica e Sviluppo Farmaceutico”, Azione 4.1 “Creazione di Hub delle Scienze della Vita” del Piano operativo salute. Progetto T4-CN-02 “Immunoterapia: cura e prevenzione di malattie infettive e tumorali (Immuno-HUB)”

Contratto di ricerca biennale finanziato da Nemysis (HORIZON-EIC-2023-ACCELERATOR OPEN-01 grant project number and name:  190138713 — Endoprotease 40) “Analytical characterization of gluten degrading enzyme Endoprotease  40 (E40 )

Contratto di ricerca biennale finanziato da Kedrion SpA “Comparative characterization of plasma derived proteins for therapeutic use” 

Dottorato industriale PNRR cofinanziato da Kedrion SpA “Comparative characterization of polyclonal antibodies for therapeutic use isolated from whole plasma and industrial waste intermediates from plasma fractionation” (3 anni).

Dottorato industriale PNRR cofinanziato da Corion Biotech SpA “Cell therapy-without cells: a new biological drug to treat pre-eclampsia. Development of an analytical platform for its characterization, development and optimization.” (3 anni).

Competenze

• Sviluppo e convalida di metodi analitici in HPLC-UV, HPLC-DAD, HPLC-MS. Sviluppo metodi CE-DAD, CE-LED (Induced Fluorescence Detector). Determinazione di composti di sintesi e/o naturali in matrici complesse, quali farmaci, alimenti o cosmetici. Identificazione, controllo delle impurezze.
• Sviluppo di metodi analitici, mediante cromatografia in fase inversa (RP-LC), cromatografia liquida idrofilica (HILIC), cromatografia a scambio ionico (IEX) e cromatografia ad esclusione molecolare (SEC), per la caratterizzazione di macromolecole biologiche di natura proteica, peptidica, polimerica, glicoproteica.
• Sviluppo di metodi GC-FID e GC-MS per la caratterizzazione di VOC's (volatile organic compounds) in matrici di origine naturale.
• Sviluppo e convalida di metodi analitici HPLC-UV, HPLC-DAD, HPLC-MALS e HPLC-MS, per l’analisi di API e relative impurezze

Strumentazioni specifiche

• n.2 HPLC (Agilent) dotati di rivelatore DAD;
• n. 1 HPLC (Agilent) dotato di rivelatore a lunghezza d’onda variabile
• n. 1 HPLC (Agilent) per cromatografia bidimensionale;
• n.1 nano-capillary LC (Dionex);
• n.1 GCI Instrument (Creoptix® WAVEsystem - Optical biosensor platform)
• n.1 CE Instrument (Agilent) accoppiato a rivelatore DAD e LED Induced Fluorescence Detector
• n. 1 detector 9-Angle Multi-angle Laser Light scattering (MALS);
• n.1 UPLC (Thermo Scientific) accoppiato ad una massa ad alta risoluzione (HRMS) Q Exactive™ Orbitrap.

GABRIELLA MASSOLINI - g.massolini@unipv.it

ENRICA CALLERI - enrica.calleri@unipv.it

CATERINA TEMPORINI - caterina.temporini@unipv.it

GLORIA BRUSOTTI - gloria.brusotti@unipv.it

SARA TENGATTINI - sara.tengattini@unipv.it

FRANCESCA RINALDI - francesca.rinaldi@unipv.it