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• Lab on Chip
• microarray DNA
• microCAE
• sequenziamento DNA

Questa tesi ha come obiettivo l’introduzione nel mondo del DNA, considerando sia gli aspetti biologici che quelli di analisi, intesa come capacità di sequenziamento del DNA stesso.

È stata data importanza all’aspetto biologico, partendo dal presupposto che una sua conoscenza possa essere essenziale per comprendere l’importanza che la molecola del DNA ha per gli organismi viventi.

Nel primo capitolo viene quindi descritta la struttura del DNA e come, a partire dalla sequenza di basi contenuta nel DNA, avviene la sintesi delle proteine (parte essenziale di tutte le cellule, animali e vegetali) e l’influenza di eventuali mutazioni su tale sintesi.

Nel secondo capitolo vengono descritti i passi necessari per effettuare una analisi del DNA, dando particolare importanza all’amplificazione dei campioni tramite la PCR, la loro separazione per mezzo dell’elettroforesi e all’introduzione delle metodologie di sequenziamento (tecniche che permettono la determinazione delle basi di un frammento di DNA sotto analisi). La PCR è una tecnica che consente di produrre un quantitativo enorme di copie del DNA da esaminare in modo da avere materiale sufficiente per effettuare una analisi completa. Con l’elettroforesi si ottiene la separazione di molecole di dimensioni diverse, consentendo l’applicazione delle tecniche di sequenziamento.

Nel terzo capitolo viene riportata la descrizione di strumentazioni microfabbricate che usano sia la metodologia dell’ibridazione (sono presentate realizzazioni di microarray che sfruttano tale principio di analisi) che di sequenziamento per l’analisi del DNA. Le tecniche di fabbricazione dei microdispositivi sono simili a quelle usate nell’industria dei semiconduttori. In questo momento i risultati migliori di sequenziamento si hanno usando dispositivi microfabbricati su vetro, che permettono sequenziamenti in parallelo e usano la tecnica di rivelazione LIF (“Laser Induced Fluorescence”). Infine sono presentate alcune realizzazioni di microdispositivi su silicio. In particolare, viene analizzato un sistema per elettroforesi capillare, con sistema di rivelazione integrato realizzato con fotodiodi, e un prototipo di “Lab on Chip” monolitico, che integra sullo stesso substrato l’operazione di amplificazione, mediante PCR, con la rivelazione, mediante ibridazione.