Sviluppo di biosensori a polimeri organici coniugati redox-sensibili per il dosaggio di sostanze ossidanti e riducenti in alimenti.

Starting date
July 7, 2001
Duration (months)
18
Departments
Biotechnology
Managers or local contacts
Bossi Alessandra Maria

I biosensori sono strumenti analitici di nuova generazione, che hanno trovato larga applicazione in diagnostica clinica, nell’analisi di inquinanti ambientali e nell’industria alimentare [1]. Essi coniugano la specificità del ricoscimento molecolare, una trasduzione del segnale estremamente efficiente, le microtecnologie e le più avanzate tecniche di rivelazione. Piuttosto recente e decisamente promettente è l’impiego di polimeri organici conduttori nella costruzione di sensori. I polimeri organici conduttori combinano insieme proprietà elettroniche e ottiche, tipiche dei semiconduttori e dei metalli, con proprietà meccaniche e tutti i vantaggi di processamento propri dei polimeri [2]. Tra i polimeri organici semiconduttori, la polianilina (PANI) è peculiare perché presenta due coppie redox e un amino-gruppo protonabile [3, 4]. L’equilibrio di ossidazione di PANI modifica la forma ridotta, leucoemeraldina, in ossidata, detta emeraldina. Sia il grado di protonazione del gruppo amminico, sia i cambiamenti dello stato di ossidazione di PANI portano ad una variazione delle proprietà ottiche del polimero, rilevabile con spettroscopia di assorbimento ad alte lunghezze d’onda. Le proprietà ottiche di PANI sono già state utilizzate per lo sviluppo di sensori chimici prevalentemente di natura potenziometrica [5, 6]. PANI è già stato impiegato nella costruzione di biosensori sensibili agli zuccheri, oppure polimerizzato su piastre da microtitolazione per lo sviluppo di dosaggi enzimatici [7, 8]. Ancora molto lavoro è legato allo studio e alla applicazione della sensibilità redox di PANI. La facilità ed economicità di polimerizzazione di PANI su varie superfici e la sensibilità redox rendono potenzialmente attraente l’impiego di questo polimero nel controllo qualità di prodotti dell’industria delle bevande. Inoltre l’unione dei sensori PANI e di strumenti ad alto potere risolutivo, quali l’elettroforesi capillare, costituirebbe una assoluta novità nel campo analitico e potrebbe essere base per lo sviluppo di una generazione di biosensori integrati.
[1]A.P.F. Turner, I. Karube, G.S. Wilson (Editors), Biosensors: Fundamentals and Applications, Oxford University Press, Oxford, 1987.
[2]Heeger, A.J., Smith, P., Cao, Y. Macromol. Symp. 1995, 98, 859
[3]Focke, W.W.; Wnek G. E; Wei, Y. J. Phys. Chem. 1987, 91, 5813-5818.
[4]Grummt, U.-W.; Pron, A.; Zagorska, M.; Lefrant, S. Anal. Chim. Acta, 1997, 357, 253-9
[5]Krutovertsev, S.A.; Sorokin, S.I.; Zorin, A.V.; Letuchy, Y.A.; Antonova, O.Y. Sens. Actuators, B 1992, B7, 492-5
[6]Domansky, K.; Baldwin, D.L.; Grate, J.W.; Hall, T.B.; Li, J.; Josowicz, M. Janata, J. J. Anal. Chem. 1998, 70, 473-81
[7] Pringsheim, E.; Terpenschnig, E.; Piletsky, S.A.; Wolfbeis, O.S. Adv. Material 1999, 11, 865-8.
[8] Piletsky, S.A.; Panasyuk, T.L.; Piletskaya, E.V.; Sergeeva, T.A.; El’skaya, A.V.; Pringsheim, E.; Wolfbeis, O.S. Frensenius J. Anal. Chem. 2000, 366, 807-810

Sponsors:

C.N.R. Consiglio Nazionale delle Ricerche
Funds: assigned and managed by the department

Project participants

Alessandra Maria Bossi
Associate Professor

Activities

Research facilities