Modellazione Tridimensionale del Processo di Combustione di un Razzo a Propellente Solido

La regolazione dei sistemi di propulsione a razzo a propellente solido (Solid Rocket Motors) ha da sempre rappresentato una delle principali problematiche legate a questa tipologia di motori. L’assenza di un qualsiasi genere di controllo diretto del processo di combustione del grano solido, fa si che la previsione della balistica interna rappresenti da sempre il principale strumento utilizzato sia per definire in fase di progetto la configurazione ottimale del motore, sia per analizzare le eventuali anomalie riscontrate in ambito sperimentale. Variazioni locali nella struttura del propellente, difettosità interne o eterogeneità nelle condizioni di camera posso dare origine ad alterazioni del rateo locale di combustione del propellente e conseguentemente a profili di pressione e di spinta sperimentali differenti da quelli previsti per via teorica. Molti dei codici attualmente in uso offrono un approccio piuttosto semplificato al problema, facendo per lo più ricorso a fattori correttivi (fattori HUMP) semi-empirici, senza tuttavia andare a ricostruire in maniera più realistica le eterogeneità di prestazione del propellente. Questo lavoro di tesi vuole dunque proporre un nuovo approccio alla previsione numerica delle prestazioni dei sistemi a propellente solido, attraverso la realizzazione di un nuovo codice di simulazione, denominato ROBOOST (ROcket BOOst Simulation Tool). Richiamando concetti e techiche proprie della Computer Grafica, questo nuovo codice è in grado di ricostruire in processo di regressione superficiale del grano in maniera puntuale, attraverso l’utilizzo di una mesh triangolare mobile. Variazioni locali del rateo di combustione posso quindi essere facilmente riprodotte ed il calcolo della balistica interna avviene mediante l’accoppiamento di un modello 0D non-stazionario e di uno 1D quasi-stazionario. L’attività è stata svolta in collaborazione con l’azienda Avio Space Division e il nuovo codice è stato implementato con successo sul motore Zefiro 9.

Development of Mass Spectrometry-based analytical tools for characterization of bioconjugate vaccines in E. coli

Antigen design is generally driven by the need to obtain enhanced stability,efficiency and safety in vaccines.Unfortunately,the antigen modification is rarely proceeded in parallel with analytical tools development characterization.The analytical tools set up is required during steps of vaccine manufacturing pipeline,for vaccine production modifications,improvements or regulatory requirements.Despite the relevance of bioconjugate vaccines,robust and consistent analytical tools to evaluate the extent of carrier glycosylation are missing.Bioconjugation is a glycoengineering technology aimed to produce N-glycoprotein in vivo in E.coli cells,based on the PglB-dependent system by C. jejuni,applied for production of several glycoconjugate vaccines.This applicability is due to glycocompetent E. coli ability to produce site-selective glycosylated protein used,after few purification steps, as vaccines able to elicit both humoral and cell-mediate immune-response.Here, S.aureus Hla bioconjugated with CP5 was used to perform rational analytical-driven design of the glycosylation sites for the glycosylation extent quantification by Mass Spectrometry.The aim of the study was to develop a MS-based approach to quantify the glycosylation extent for in-process monitoring of bioconjugate production and for final product characterization.The three designed consensus sequences differ for a single amino-acid residue and fulfill the prerequisites for engineered bioconjugate more appropriate from an analytical perspective.We aimed to achieve an optimal MS detectability of the peptide carrying the consensus sequences,complying with the well-characterized requirements for N-glycosylation by PglB.Hla carrier isoforms,bearing these consensus sequences allowed a recovery of about 20 ng/μg of periplasmic protein glycosylated at 40%.The SRM-MS here developed was successfully applied to evaluate the differential site occupancy when carrier protein present two glycosites.The glycosylation extent in each glycosite was determined and the difference in the isoforms were influenced either by the overall source of protein produced and by the position of glycosite insertion.The analytical driven design of the bioconjugated antigen and the development of accurate,precise and robust analytical method allowed to finely characterize the vaccine.