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Studio dell’effetto di alcuni co-catalizzatori metallici sull’elettrocatalisi dell’oro per l’analisi dei carboidrati

Informazioni tesi

  Autore: Patrick Mancuso
  Tipo: Laurea liv.I
  Anno: 2014-15
  Università: Università degli Studi della Basilicata
  Facoltà: Scienze Matematiche, Fisiche e Naturali
  Corso: Chimica
  Relatore: Innocenzo  Casella
  Lingua: Italiano
  Num. pagine: 71

I carboidrati insieme ai lipidi, proteine e acidi nucleici sono considerati le molecole organiche biologicamente essenziali in quanto presenti in tutti gli organismi viventi. In particolare essi sono i composti organici più abbondanti sulla Terra ed hanno una funzione energetica e sono presenti in tutti gli alimenti, sia di origine vegetale che animale. Proprio per questi motivi l’analisi dei carboidrati in varie matrici è essenziale per identificare la qualità del prodotto; ad esempio la determinazione delle quantità di zuccheri presenti nei mosti è tra le analisi più importanti, in quanto dalla maggiore o minore “ricchezza” zuccherina dipenderà il grado alcolico del futuro vino.
Importante è la determinazione della quantità di glucosio nel sangue, per la diagnosi ed il controllo terapeutico di diverse importanti patologie. Durante la glicolisi gli zuccheri vengono trasformati da enzimi allosterici, come l’esocinasi e la glucocinasi, in glucosio 6-fosfato che tramite reazioni successive viene trasformato in acido lattico (o etanolo attraverso la fermentazione alcoolica) ed ATP che è fonte di energia. Nei pazienti che soffrono di diabete è carente l’enzima glucocinasi, che entra in gioco nel fegato quando la concentrazione di glucosio nel sangue è particolarmente elevata. La grande quantità di zuccheri nel sangue è responsabile di diversi problemi al tessuto cardiocircolatorio che possono portare ad importanti patologie come infarto, perdita della vista, indebolimento del sistema immunitario e ritardi nella cicatrizzazione delle ferite.
L’esigenza di determinare quantità anche in tracce dei vari carboidrati nei diversi contesti analitici, necessita di essere supportata da metodiche analitiche dotate di elevata sensibilità, specificità e robustezza. L’assenza di gruppi cromofori e fluorofori, rende queste classi di molecole non idonee per analisi di tipo spettrofotometrico, mentre la presenza di gruppi elettro-ossidabili (i.e. gruppo aldeidico) ne può permettere la loro determinazione tramite l’ausilio di tecniche voltammetriche e/o amperometriche. Negli ultimi decenni, lo sviluppo e realizzazione di procedure amperometriche pulsate (PAD, Pulsed Amperometry Detection), abbinate alla cromatografia anionica ha notevolmente contribuito alla definizione e messa a punto di strategie analitiche basate su comuni presupposti di semplicità, sensibilità e riproducibilità nei svariati contesti dell’analisi a campioni reali.
Questo lavoro di Tesi si è prefissato lo scopo di investigare in dettaglio alcune performance voltammetriche/amperometriche di elettrodi tradizionali a base di oro policristallino, modificando la sua superficie con alcune specie di metalli pesanti (bismuto, cadmio e stagno). L’abbinamento della rivelazione amperometrica con la cromatografia ionica ne rappresenta lo scopo ultimo per la definizione di sempre più potenti strategie analitiche per l’analisi in tracce di queste importanti classi di molecole.

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1. Introduzione 1 1. Introduzione I carboidrati insieme ai lipidi, proteine e acidi nucleici sono considerati le molecole organiche biologicamente essenziali in quanto presenti in tutti gli organismi viventi. In particolare essi sono i composti organici più abbondanti sulla Terra ed hanno una funzione energetica e sono presenti in tutti gli alimenti, sia di origine vegetale che animale. Proprio per questi motivi l’analisi dei carboidrati in varie matrici è essenziale per identificare la qualità del prodotto; ad esempio la determinazione delle quantità di zuccheri presenti nei mosti è tra le analisi più importanti, in quanto dalla maggiore o minore “ricchezza” zuccherina dipenderà il grado alcolico del futuro vino. Importante è la determinazione della quantità di glucosio nel sangue, per la diagnosi ed il controllo terapeutico di diverse importanti patologie. Durante la glicolisi gli zuccheri vengono trasformati da enzimi allosterici, come l’esocinasi e la glucocinasi, in glucosio 6-fosfato che tramite reazioni successive viene trasformato in acido lattico (o etanolo attraverso la fermentazione alcoolica) ed ATP che è fonte di energia. Nei pazienti che soffrono di diabete è carente l’enzima glucocinasi, che entra in gioco nel fegato quando la concentrazione di glucosio nel sangue è particolarmente elevata. La grande quantità di zuccheri nel sangue è responsabile di diversi problemi al tessuto cardiocircolatorio che possono portare ad importanti patologie come infarto, perdita della vista, indebolimento del sistema immunitario e ritardi nella cicatrizzazione delle ferite. L’esigenza di determinare quantità anche in tracce dei vari carboidrati nei diversi contesti analitici, necessita di essere supportata da metodiche analitiche dotate di elevata sensibilità, specificità e robustezza. L’assenza di gruppi cromofori e fluorofori, rende queste classi di molecole non idonee per analisi di tipo spettrofotometrico, mentre la presenza di gruppi elettro-ossidabili (i.e. gruppo aldeidico) ne può permettere la loro determinazione tramite l’ausilio di tecniche voltammetriche e/o amperometriche.

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Parole chiave

voltammetria
cromatografia
elettrocatalisi dell'oro
modificazione con metalli pesanti
analisi carboidrati
hplc-pad
modificazione elettrodo
cocatalizzatori metallici
amperometria pulsata

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