Riassunto analitico
L’obiettivo di questo progetto di Tesi sperimentale è lo sviluppo di biosensori amperometrici indossabili, capaci di rilevare la concentrazione di glucosio nel sudore sfruttando le proprietà catalitiche dell'enzima glucosio ossidasi e le proprietà redox del blu di Prussia. Quest'ultimo composto è, tra i diversi mediatori redox proposti in letteratura, quello che mostra la più elevata sensibilità analitica per la determinazione del perossido di idrogeno prodotto dalla reazione enzimatica; esso, inoltre, permette di utilizzare potenziali di lavoro prossimi a 0 V, dove l'interferenza di altre specie chimiche presenti in soluzione è trascurabile. Queste caratteristiche lo rende un eccellente materiale elettrodico per lo sviluppo di biosensori a base di enzimi della famiglia delle ossidasi, che sono in grado di produrre perossido di idrogeno dopo aver reagito selettivamente con l’analita investigato.
Il mediatore redox è stato utilizzato in combinazione con ossido di grafene (GO) funzionalizzato con chitosano. Il grafene, infatti, grazie a proprietà come l’elevata conducibilità, l’elevata area superficiale, la resistenza meccanica e la conduttività termica, sta trovando un largo impiego in diversi campi, tra cui la sensoristica elettrochimica. Il chitosano, legato covalentemente al GO, permette un ancoraggio stabile dell’enzima al GO e, di conseguenza, all'elettrodo stesso, garantendo un’elevata selettività verso l’analita desiderato.
Nel lavoro di Tesi sono state, innanzitutto, registrate una serie di misure al fine di definire le prestazioni di un sensore per il glucosio sviluppato in un lavoro precedente, in cui non era presente il Blu di Prussia. Dopo aver dimostrato che tale dispositivo non è adatto ad essere usato come sensore indossabile, si è deciso di aggiungere il blu di Prussia alla formulazione dell'elemento sensibile, così da sfruttare le sue proprietà redox. In particolare sono state definite le condizioni sperimentali per la sua deposizione sull'elettrodo e sono state determinate le prestazioni del biosensore in soluzioni standard. I biosensori ottenuti nelle diverse condizioni sono stati caratterizzati con tecniche elettrochimiche e di microscopia elettronica.
Infine, il dispositivo è stato testato come sensore indossabile, dove il flusso di sudore viene attivato per capillarità della soluzione su carta. Le prove riportate in questo lavoro di Tesi dimostrano che il biosensore ha le caratteristiche idonee ad essere proposto come indossabile, per misure non invasive, che permetteranno di monitorare la concentrazione di questo, o di altri, biomarcatori nel sudore per un tempo prolungato. Tale possibilità apre ad applicazioni di questi dispositivi in campo sanitario, alimentare, ma anche in medicina e nello sport.
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