Riassunto analitico
Lo scopo di questo lavoro di Tesi è quello di sviluppare un sensore elettrochimico amperometrico in grado di rilevare analiti fenolici, soprattutto droghe d’abuso come cannabinoidi, in saliva. Alla base del progetto vi è l’attuale necessità di dispositivi rapidi, semplici, economici e portatili utilizzabili sul campo durante procedure di screening di utenti stradali e pazienti ospedalieri. Questi potrebbero efficacemente operare in sinergia con le tecniche GC/HPLC-MS attualmente impiegate, più accurate ma anche maggiormente time consuming. Per migliorare le prestazioni analitiche di questi dispositivi è pratica comune modificarne la superficie interagente con gli analiti. È possibile sfruttare opportuni materiali in grado di migliorarne sensibilità e selettività, eventualmente tramite l’instaurarsi di un fenomeno elettrocatalitico. In particolare, ci si è concentrati sull’utilizzo di nanomateriali carboniosi modificati tramite grafting di (4-carbossifenil)diazotetrafluoroborato (COOHBD) e (4-idrossifenil)diazotetrafluoroborato (OHBD). COOHBD e OHBD sono in grado di reagire facilmente con superfici carboniose, riducendosi e formando un legame covalente carbonio-carbonio stabile. L’ancoraggio di queste specie porta ad una funzionalizzazione delle superfici con gruppi carbossilici e ossidrilici elettroattivi, ovvero i prevalenti gruppi funzionali presenti sul grafene ossido parzialmente ridotto, materiale già noto al Gruppo di ricerca per essere in grado di espletare elettrocatalisi nei confronti della morfina. Sfruttando poi specie con morfologia controllata come la grafite pirolitica ad alto grado di orientazione (HOPG e PGBE), G-Paper (nanofogli di grafene compressi a formare un unico strato) e spettroscopia XPS, oltre a misure di microscopia AFM eseguite in precedenza, è stato possibile indagare il grado di funzionalizzazione di tali superfici. Successivamente, per studiare il diverso effetto dei gruppi carbossilici e ossidrilici sono stati utilizzati opportuni elettrodi a base di G-Paper, di grafite pirolitica orientata in modo tale da esporre verso l’esterno gli edge planes (PGEE), e di grafite policristallina. Quest’ultimi sono poi stati modificati con coatings di carbon black (CB). È stato scelto un CB quasi totalmente ridotto e successivamente funzionalizzato, così come PGEE, con COOHBD e OHBD tramite riduzione amperometrica. Tecniche di voltammetria ciclica (CV) e differenziale ad impulsi (DPV) sono state impiegate per caratterizzare tali superfici. Per sviluppare quindi un potenziale dispositivo portatile, basato sulla tecnologia degli elettrodi screen printed (SPE), sono stati costruiti degli elettrodi di lavoro tramite deposizione su carta da filtro di un inchiostro a base di CB opportunamente funzionalizzato. Questi dispositivi sono poi stati impiegati per la caratterizzazione DPV di saliva reale con aggiunte standard di HQ, RC e THC. Sono stati inoltre testati diversi metodi per diminuire la viscosità della matrice, tipicamente associata alla presenza di mucine. Nonostante la performance attuale dei primi prototipi non sia ancora particolarmente buona, le potenzialità per un significativo miglioramento sono state messa in evidenza da un progetto eseguito in parallelo a questo lavoro di Tesi dal Gruppo di ricerca stesso.
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