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Studio di Biosensori Elettrochimici basati su immobilizzazione enzimatica in SOL/GEL

Informazioni tesi

  Autore: Valentina Bragoni
  Tipo: Laurea liv.I
  Anno: 2010-11
  Università: Università degli Studi di Roma Tor Vergata
  Facoltà: Scienze Matematiche, Fisiche e Naturali
  Corso: CHIMICA
  Relatore: Laura Micheli
  Lingua: Italiano
  Num. pagine: 59

Lo scopo dell’attività didattica integrativa svolta è stato lo studio preliminare di biosensori elettrochimici ottenuti per immobilizzazione di un enzima in una matrice sol/gel, costituito da un mix di silani (metilici ed etilici), depositati su elettrodi stampati monouso (screen printed electrode - SPE) modificati con Prussian Blue (PB). Durante questo studio sono stati preparati elettrodi modificati con sol/gel costituiti da etil (TEOS) e metil-siliani (TMOS/MTMOS), valutandone sperimentalmente la loro stabilità in funzione della preparazione e l’influenza del sol/gel sulla risposta elettrochimica del PB, prima dell’intrappolamento enzimatico.
Gli enzimi scelti per questo studio sono stati la glucosio ossidasi (GOx), utilizzato come enzima modello per i biosensori, e la lattato ossidasi (LOx), in studio per lo sviluppo di un biosensore selettivo per il lattato nella saliva.
I biosensori ottenuti mediante intrappolamento della GOx SPE-PB-SOL/GEL-GOx sono stati caratterizzati da un punto di vista elettrochimico, valutando la resa dell’immobilizzazione in termini di stabilità e intervallo di lavoro.
Terminato questo studio, è stata anche valutata l’immobilizzazione in sol/ gel dell’enzima LOx sugli elettrodi SPE-PB (SPE-PB-SOL/GEL-LOx).

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6 INTRODUZIONE Un biosensore è un dispositivo analitico contenente un elemento biologico reattivo in intimo contatto con un trasduttore di segnale [1]. In base alla natura dell’elemento biologico coinvolto, i biosensori si distinguono in biosensori catalitici o enzimatici, biosensori chemioricettivi e immunosensori. Il segnale elettrochimico che viene registrato in seguito all’interazione del materiale biologico con l’analita da determinare è di natura chimica o fisica, discreto o continuo, può essere di tipo elettrochimico (biosensori amperometrici, potenziometrici e conduttimetrici), luminoso (biosensori ottici), calorico (biosensori termici) e sonoro (biosensori acustici) e viene rilevato da uno strumento che lo relaziona alla concentrazione dell’analita in esame [2]. I biosensori elettrochimici sono relativamente facili da assemblare, possono essere inseriti in celle a flusso per effettuare misure in continuo (con tempi di risposta dell’ordine di qualche minuto), possono essere miniaturizzati e costruiti come sistemi monouso a prezzi estremamente convenienti. L’enorme vantaggio di questi biosensori consiste nella possibilità di lavorare in “matrici sporche” mantenendo un alto grado di selettività, ed evitando talvolta, lunghi e complicati trattamenti del campione. Allo stato attuale i biosensori maggiormente impiegati sono di tipo amperometrico. [1] L’immobilizzazione dell’elemento biologico sulla superfice è una caratteristica chiave per il buon funzionamento del biosensore elettrochimico. L’obiettivo è sviluppare un modo semplice per immobilizzare la proteina, in modo da mantenere la sua affinità e stabilità per lunghi periodi. In letteratura si riscontrano diversi protocolli d’immobilizzazione enzimatica: intrappolamento fisico, legame covalente o cross-linking usando reagenti multifunzionali, e schemi non covalenti come l’assorbimento superficiale o il mescolamento con il materiale degli elettrodi compositi. Alcune di queste procedure sono però tediose, offrono poca stabilità operativa e richiedono reagenti costosi. Recentemente si stanno studiando nuove modalità d’immobilizzazione e materiali avanzati di rilevamento per migliorare le capacità analitiche dei biosensori: stabilità operazionale, sensibilità e selettività [3]. Negli ultimi anni, ha avuto un interesse crescente l’applicazione dei sol/gel. Essi offrono un nuovo ed interessante approccio nel campo dell’immobilizzazione enzimatica.

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Parole chiave

biosensori
enzimi
chimica analitica
glucosio
immobilizzazione enzimatica
silani
glucosio ossidasi
lattato ossidasi
caratterizzazione elettrochimica

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