Riassunto analitico
Nel presente lavoro di Tesi è discussa la possibilità di impiegare tecniche elettrochimiche amperometriche per rilevare la fenilalanina, un amminoacido essenziale coinvolto nella biosintesi di neurotrasmettitori monoaminici. A causa di una mutazione genetica rara, alcuni individui sviluppano la fenilchetonuria, un disordine metabolico in grado di provocare ritardi cognitivi, la cui entità dipende dalla concentrazione di fenilalanina nel sangue; per individui ai quali sia stata diagnosticata diventa di fondamentale importanza un buon controllo nutrizionale. La determinazione della fenilalanina è quindi importante in ambito clinico ed alimentare e, a questo scopo, diverse tecniche classiche sono state impiegate. A causa di alcuni svantaggi insiti in esse, l’interesse è stato rivolto ai sensori chimici e, fra questi, i sensori amperometrici hanno attirato l'attenzione per la possibilità di eseguire misure affidabili in tempi ridotti. Nella presente Tesi si riportano due sensori amperometrici: il primo è un elettrodo in glassy carbon funzionalizzato con un polimero conduttore di β-ciclodestrina ed il secondo è un elettrodo sonogel-carbon trattato con acetone. La β-ciclodestrina è stata scelta come monomero funzionale in quanto può essere elettropolimerizzata su superfici di elettrodi convenzionali e poiché forma un complesso di inclusione stabile con la fenilalanina. A seguito del miglioramento delle condizioni di elettropolimerizzazione e di analisi, questo approccio ha portato ad un responso intenso e riproducibile. A causa dei lunghi tempi richiesti per la preparazione di questo sensore, l’interesse è stato in seguito rivolto agli elettrodi sonogel-carbon, dispositivi economici che possono rilevare la fenilalanina in tempi brevi, producendo un segnale intenso senza alcuna funzionalizzazione. Purtroppo, per misure successive è stato constatato un abbattimento del segnale dovuto alla deposizione di prodotti di ossidazione sulla superficie elettrodica; al fine di ripristinarla, diverse procedure di pulizia sono state esplorate, ma tutte hanno portato ad una scarsa ripetibilità. La superficie elettrodica è stata poi trattata con acetone e questa procedura, oltre ad impedire la deposizione dei prodotti di ossidazione, ha portato alla formazione di pori e cavità sulla superficie stessa, con conseguente amplificazione del segnale analitico. Il lavoro è stato quindi proseguito ricercando le modalità operative migliori con cui impiegare questi elettrodi a seguito del trattamento in acetone; fra queste è emersa l’importanza di standardizzare il tempo di esposizione alle soluzioni di fenilalanina a 90 secondi. Applicando le modalità operative individuate l’elettrodo ha restituito un responso intenso, ripetibile e lineare. In seguito, è stata valutata anche la riproducibilità impiegando elettrodi diversi per l’analisi delle medesime soluzioni, ma questa non è stata ottenuta. In conclusione, sono stati valutati gli indicatori di performance degli elettrodi sonogel-carbon e, fra questi, il LoD è risultato pari a 41 μM, un valore non sufficiente ad eseguire determinazioni in campioni clinici, ma idoneo per campioni alimentari come il latte. Ancora, il range di linearità è risultato esteso, spaziando un ordine di grandezza, da 150 μM a 1000 μM, rendendo il responso di questi sensori di facile interpretazione. Da ultimo, il tempo di risposta di questi sensori è pari a 90 secondi, mentre il tempo di ripristino inferiore a 30 secondi. Ciò permette di affermare che è possibile eseguire fino a 30 determinazioni ogni ora, un valore di rilievo per dispositivi così semplici.
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