Studio delle propriet\ue0 di trasporto elettrico e di difetti di interfaccia in bio-organic FET

La rivelazione di molecole biologiche o biologicamente attive attraverso un transistor organico ad effetto di campo (OFET) \ue8 al momento una delle tematiche di punta della ricerca mondiale. Fra gli analiti di interesse biologico un ruolo di particolare rilievo rivestono le molecole chirali, poich\ue9 l'analisi di enantiomeri o racemati ha ricadute in campi che vanno dalle biologia alla farmacologia al settore agro-alimentare. E' per\uf2 ben noto quanto sia critico trovare un metodo analitico efficace ed affidabile per discriminare due enantiomeri o stabilirne la concentrazione relativa in un racemato. Generalmente ci si affida a tecniche come la cromatografia che per\uf2 non permette analisi "on-line". Il presente progetto punta alla realizzazione e allo studio di sensori OFET per la rivelazione di molecole di interesse biologico quali le molecole chirali. In particolare si proceder\ue0 a dimostrare che un sensore OFET \ue8 in grado di discriminare fra due enantiomeri, anche in una miscela racemica, presenti in concentrazione di 10-100 ppm, abbassando l'attuale limite di rilevabilit\ue0 (ottenuto con un sensore a stato solido) di almeno tre ordini di grandezza. Ci\uf2 rappresenta un obiettivo estremamente ambizioso, anche perch\ue9 il dispositivo sviluppato permetterebbe un'analisi "on line" consentendo il monitoraggio in continuo di un processo. Un ulteriore obiettivo consiste nella realizzazione e la caratterizzazione di sensori organici ad effetto di campo in grado di rilevare la presenza di specie cariche in una soluzione posta a contatto con l'isolante della struttura. L'integrazione delle due tipologie di sensori in un'unica matrice su substrati di plastica flessibili attraverso l'impiego di tecniche di stampa a getto d'inchiostro (inkjet printing) rappresenta un obiettivo decisamente pi\uf9 applicativo, il cui raggiungimento permetterebbe di operare contemporaneamente nelle fasi gassosa e liquida. Lo scopo \ue8 evidentemente quello di verificare la fattibilit\ue0 di sensori OFET che combinino elevate prestazioni a bassi costi. E' prevista anche una approfondita fase di caratterizzazione analitica dei film sottili che formano i dispositivi. Particolare attenzione verr\ue0 rivolta ai film polimerici sensibili che verranno studiati sia dal punto vista delle propriet\ue0 morfologiche e strutturali che delle propriet\ue0 elettriche. Ci\uf2 permetter\ue0 di comprendere i meccanismi di interazione dell'analita con il film sensibile ed eventualmente ottimizzare le prestazioni dei dispositivi

STUDIO DELLE PROPRIETA\u2019 DI TRASPORTO ELETTRICO E DI DIFETTI D\u2019INTERFACCIA IN BIO- ORGANIC FET

La rivelazione di molecole biologiche o biologicamente attive attraverso un transistor organico ad effetto di campo (OFET) \ue8 al momento una delle tematiche di punta della ricerca mondiale. Fra gli analiti di interesse biologico un ruolo di particolare rilievo rivestono le molecole chirali, poich\ue9 l'analisi di enantiomeri o racemati ha ricadute in campi che vanno dalle biologia alla farmacologia al settore agro-alimentare. E' per\uf2 ben noto quanto sia critico trovare un metodo analitico efficace ed affidabile per discriminare due enantiomeri o stabilirne la concentrazione relativa in un racemato. Generalmente ci si affida a tecniche come la cromatografia che per\uf2 non permette analisi "on-line". Il presente progetto punta alla realizzazione e allo studio di sensori OFET per la rivelazione di molecole di interesse biologico quali le molecole chirali. In particolare si proceder\ue0 a dimostrare che un sensore OFET \ue8 in grado di discriminare fra due enantiomeri, anche in una miscela racemica, presenti in concentrazione di 10-100 ppm, abbassando l'attuale limite di rilevabilit\ue0 (ottenuto con un sensore a stato solido) di almeno tre ordini di grandezza. Ci\uf2 rappresenta un obiettivo estremamente ambizioso, anche perch\ue9 il dispositivo sviluppato permetterebbe un'analisi "on line" consentendo il monitoraggio in continuo di un processo. Un ulteriore obiettivo consiste nella realizzazione e la caratterizzazione di sensori organici ad effetto di campo in grado di rilevare la presenza di specie cariche in una soluzione posta a contatto con l'isolante della struttura. L'integrazione delle due tipologie di sensori in un'unica matrice su substrati di plastica flessibili attraverso l'impiego di tecniche di stampa a getto d'inchiostro (inkjet printing) rappresenta un obiettivo decisamente pi\uf9 applicativo, il cui raggiungimento permetterebbe di operare contemporaneamente nelle fasi gassosa e liquida. Lo scopo \ue8 evidentemente quello di verificare la fattibilit\ue0 di sensori OFET che combinino elevate prestazioni a bassi costi. E' prevista anche una approfondita fase di caratterizzazione analitica dei film sottili che formano i dispositivi. Particolare attenzione verr\ue0 rivolta ai film polimerici sensibili che verranno studiati sia dal punto vista delle propriet\ue0 morfologiche e strutturali che delle propriet\ue0 elettriche. Ci\uf2 permetter\ue0 di comprendere i meccanismi di interazione dell'analita con il film sensibile ed eventualmente ottimizzare le prestazioni dei dispositivi

ELECTROCHEMICALLY PREPARED GLUCOSE BIOSENSORS - KINETIC AND FARADAIC PROCESSES INVOLVING ASCORBIC-ACID AND ROLE OF THE ELECTROPOLYMERIZED FILM IN PREVENTING ELECTRODE-FOULING

The influence is discussed of ascorbic acid (AA) on the response of a glucose biosensor based on glucose oxidase immobilized in electropolymerized poly(o-phenylenediamine) (PPD) or overoxidized poly(pyrrole) (oxPPy) films on a Pt electrode. The kinetics of the homogeneous reaction between AA and H2O2 has been investigated by two independent methods and found to be too slow to influence the response of typical glucose biosensors. Therefore, the decrease in the sensor response, observable when working in batch under typical experimental conditions, can in no way be ascribed to a depletion of H2O2, which is produced in the biocatalytic cycle via the homogeneous reaction with AA. While the purely additive Faradaic interference can practically be nullified by both entrapping membranes, electrode fouling by electro-oxidation products of AA (responsible for the observed decrease in glucose sensitivity) might still represent a problem when working with PPD based biosensors. In this respect the permeability characteristics of the film markedly influence the magnitude of the observed phenomena. The oxPPy film achieves the goal of completely eliminating ascorbate without blocking the access of glucose to the immobilized enzyme