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Un biosensore a doppio elettrodo per la determinazione simultanea di fosfocolina e colina in flusso
Get PDFLa colina (Ch) ed i metaboliti ad essa correlati, ad esempio la fosfocolina (PCh), fungono da substrati in molti dei principali percorsi bio-metabolici. L’applicazione della spettroscopia NMR alla scienza medica ha consentito di documentare l’esistenza di una correlazione tra la concentrazione dei composti della Ch e patologie di vario genere quali neoplasmi e disturbi neurodegenerativi. Le usuali metodiche NMR, già di per sé di non facile utilizzo, consentono la misurazione in vivo o ex vivo della sola concentrazione totale di questi metaboliti. Sono state, quindi, di recente sviluppate tecniche NMR multinucleari in cui grazie alla correlazione tra 1H e 31P si è riusciti a distinguere ex vivo la Ch dalla PCh [1]. La mancanza di metodiche analitiche più semplici deriva dalla difficoltà a rivelare specie, quali la Ch ed i suoi metaboliti, sprovviste di gruppi elettroattivi o cromofori.
Nel laboratorio degli autori è stato di recente realizzato un sensore amperometrico bienzimatico a fosfatasi alcalina (ALP) - colina ossidasi (ChO) co-immobilizzate per l’analisi integrata di Ch e PCh in flusso. Nell’ipotesi di voler discriminare il contributo dei due analiti, è necessaria però la loro preliminare separazione mediante HPLC poiché lo schema di rivelazione adottato prevede che la PCh debba essere convertita in Ch per poter essere rivelata [2].
Lo scopo del presente lavoro di ricerca è stato quello di consentire la determinazione simultanea di Ch e PCh nello stesso dispositivo fisico, e cioè a livello del rivelatore, senza dover ricorrere allo step cromatografico. Ciò è stato possibile grazie all’utilizzo di un elettrodo doppio a ChO e a ChO-ALP immobilizzate. Poiché entrambi i sensori rivelano perossido di idrogeno è stato necessario innanzitutto verificare l’assenza di effetti del tipo “cross-talk” [3]. L’analisi di miscele di Ch e PCh nell’intervallo lineare di concentrazione ha evidenziato la specificità dell’elettrodo monoenzimatico alla sola Ch mentre per l’elettrodo bienzimatico il responso globale è risultato additivo. A valori più elevati di concentrazione si è osservata inoltre a carico della PCh una inibizione di tipo non competitivo sulla ChO. Infine, l’impiego di uno strato permselettivo di polipirrolo overossidato ha consentito la realizzazione di un dispositivo esente da problemi di interferenza faradica. I valori di bias sperimentati su Ch e PCh ad opera di comuni sostanze elettroattive sono risultati infatti confrontabili se non inferiori ai limiti di rivelabilità pari a 2.7 μM per PCh e 0.19 μM per Ch (S/N=3).
Riferimenti bibliografici
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Studio del processo di overossidazione elettrochimica di film di polipirrolo mediante spettroscopia di impedenza
No full textIl comportamento elettrochimico dei polimeri conduttori è stato ampiamente studiato allo scopo di delucidare la natura dei processi di drogaggio e di conduzione che avvengono all’interno di tali materiali. La spettroscopia di impedenza elettrochimica si è rivelata negli ultimi anni una delle metodologie sperimentali più affidabili e più versatili in campo elettrochimico. Rispetto, infatti, alle tecniche transienti che richiedono perturbazioni di grande entità per la determinazione di fenomeni di trasporto, le tecniche di impedenza, esplorando un range di frequenze piuttosto ampio, consentono di determinare parametri sia cinetici sia correlati al trasporto di massa attraverso piccole perturbazioni del sistema dal suo stato stazionario. Il responso di frequenza di un sistema elettrochimico ad una perturbazione di piccola ampiezza può essere interpretato mediante un modello fisico dettagliato supportato da una teoria plausibile [1] oppure attraverso un circuito equivalente empirico in cui i processi faradici ed i processi di conduzione elettronica e ionica sono rappresentati da opportune combinazioni di resistori e capacitori [2].
Il polipirrolo (PPy), polimero conduttore impiegato ad esempio per la realizzazione di biosensori amperometrici, è caratterizzato da un comportamento fortemente dipendente dallo stato di ossidazione. I film ridotti di PPy si comportano infatti da isolanti elettronici. L’ossidazione delle catene polimeriche genera l’insorgere di trasportatori di carica che conferiscono conducibilità elettronica al polimero ma che talvolta possono comportare reazioni collaterali che alterano la struttura molecolare del polimero e quindi le sue proprietà. In presenza di nucleofili l’ossidazione del PPy porta alla formazione di prodotti sostituiti [3]. La presenza di un forte nucleofilo quale il gruppo OH- determina l’insorgere di entità chinoniche che interrompono la coniugazione del sistema di doppi legami, alterando così le proprietà elettroniche ed elettrochimiche del PPy ossidato. Tale modificazione irreversibile del polimero in seguito ad ossidazione prende il nome di overossidazione [4-5] e, sebbene comporti in generale una degradazione delle proprietà ottiche ed elettroniche del film, può conferire al polimero proprietà di scambio ionico selettive. Indagini spettroscopiche condotte mediante spettroscopia di fotoelettroni a raggi X (XPS) [6] hanno evidenziato la presenza di funzionalità ossigenate prevalentemente di tipo C=O sul carbonio dell’anello pirrolico in seguito al processo di overossidazione. Un’indagine approfondita del processo di overossidazione risulterebbe di sicuro interesse al fine di stabilire se il suddetto processo, con le modificazioni chimiche che ne conseguono, si inneschi a livello dell’interfaccia polimero/soluzione, e quindi si propaghi in un secondo momento attraverso il bulk della matrice polimerica, oppure all’interfaccia elettrodo/polimero. A tale riguardo, uno studio della variazione di qualche proprietà elettrica del PPy, quali ad esempio la conducibilità ionica o elettronica, con il progredire dell’overossidazione fornirebbe utili informazioni. Nel presente lavoro di ricerca si è ricorsi all’impiego della spettroscopia di impedenza elettrochimica allo scopo di misurare in situ la variazione della resistenza del PPy durante il processo di overossidazione. In particolare sono stati acquisiti, ad intervalli di tempo regolari durante l’overossidazione, gli spettri di impedenza per film di PPy caratterizzati da diversa carica di deposizione (150, 300 e 600 mC/cm2) e quindi da diverso spessore. Nel piano complesso dei plot di impedenza (rappresentazione di Nyquist) è emersa, per tutte e tre le cariche di deposizione investigate, la presenza di un semicerchio di diametro crescente all’aumentare del tempo di overossidazione. La presenza di un semicerchio consente di rappresentare il corrispondente sistema elettrochimico come un circuito parallelo con componenti resistite e capacitive. Tali componenti sono state attribuite nel presente studio alla resistenza elettrica e alla capacità del film polimerico stesso. Una ulteriore sorgente delle componenti parallele osservate potrebbe essere costituita dalla interfaccia elettrolita/polimero (resistenza al trasferimento di carica e capacità del doppio strato elettrico). Si ritiene tuttavia che il semicerchio corrispondente a tale interfaccia non venga in realtà osservato nel plot di impedenza poiché per il sistema in studio ci si aspetta una resistenza al trasferimento di carica trascurabile rispetto alla resistenza del PPy e/o collocata a valori di frequenza esterni all’intervallo esplorato. Il fitting dei semicerchi, condotto per tutti gli spettri di impedenza acquisiti, ha consentito di valutare l’andamento del diametro e quindi della resistenza del film in funzione del tempo di overossidazione. I risultati preliminari fin ora conseguiti hanno evidenziato una marcata influenza dello spessore del PPy sulla variazione della resistenza elettrica del film, grandezza investigata nel presente studio quale parametro rappresentativo delle modificazioni strutturali che avvengono a carico delle catene polimeriche durante l’overossidazione.
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Separazione di nanoparticelle di oro mediante elettroforesi capillare in presenza di polielettrolita nel running buffer
Get PDFNell’attuale scenario delle nanotecnologie, le nanoparticelle sono di sicuro all’avanguardia in virtù delle sorprendenti proprietà chimiche e fisiche sfruttabili in svariati settori scientifici. Le nanoparticelle di oro, ad esempio, trovano di fatto applicazione nella catalisi, nell’elettronica, in ottica, nella diagnostica medica, nell’imaging biologico, essendo tra l’altro contraddistinte da una minore tossicità rispetto ad altre tipologie di nanoparticelle [1]. Sono state sviluppate diverse procedure per la sintesi di nanoparticelle di oro di alta qualità, e cioè in forma monodispersa (dimensione e forma uniforme, basso coefficiente di variazione) [2, 3]. Nell’ambito dei nanomateriali, infatti, la dimensione è un parametro estremamente importante in quanto è in grado di influenzare in modo pronunciato le proprietà chimiche e fisiche delle particelle stesse [4, 5]. La caratterizzazione e la determinazione delle dimensioni di nanoparticelle, opportunamente sintetizzate, riscuote di conseguenza notevole interesse scientifico.
La tecnica più comunemente utilizzata per la caratterizzazione di particelle metalliche è la microscopia a trasmissione elettronica (TEM) [6, 7] che, tra le varie limitazioni, comporta un certo dispendio di tempo, un campionamento non sempre rappresentativo, una possibile degradazione del campione, ma che soprattutto non consente alcun processo di separazione. Di contro, l’impiego di tecniche separative per la caratterizzazione di nanoparticelle consente di ricavarne l’effettiva distribuzione in base alla dimensione e al contempo di misurarne proprietà fisiche quali l’assorbanza o la conducibilità. La cromatografia liquida ad alte prestazioni (HPLC) e la cromatografia ad esclusione dimensionale (SEC) sono state quindi combinate al TEM per caratterizzare cluster di metalli nel regime dei nanomateriali [6, 7]. Le tecniche cromatografiche sono però caratterizzate da una risoluzione non particolarmente elevata, nell’intervallo 20-60 nm.
In questo contesto l’elettroforesi capillare, tecnica dalla elevata efficienza separativa, risulta piuttosto promettente, essendo già stata applicata alla separazione di materiale particolato, quale ossidi inorganici [8] e silicati [9], che, essendo carichi in superficie, vengono differenziati in base al rapporto carica/dimensione. Nel caso delle nanoparticelle di oro, sintetizzate tipicamente mediante riduzione ad opera di citrato [10], la carica in superficie deriva dall’adsorbimento di ioni citrato con conseguente formazione di un doppio strato elettrico in grado di stabilizzarle evitandone l’agglomerazione. Poiché lo ione citrato tende a desorbire in soluzione piuttosto facilmente [11], una separazione ottimale di nanoparticelle di oro mediante elettroforesi capillare necessita l’impiego di leganti in grado di stabilizzare maggiormente il colloide esaltandone al tempo stesso le proprietà elettroforetiche. Recentemente, è stato proposto l’uso nel running buffer di un surfatante quale l’SDS che, ad alti valori di concentrazione, si adsorbe completamente sulla superficie delle nanoparticelle stabilizzandole mediante repulsione elettrostatica [12, 13]. E’ anche noto che l’uso di polimeri quali il poli(1-vinilpirrolidone) e l’ossido di poli(etilene) [14] nel processo di sintesi determina una stabilizzazione sterica delle nanoparticelle risultanti.
L’impiego di polielettroliti basati su polimeri organici comporterebbe una maggiore stabilizzazione delle nanoparticelle come conseguenza sia della repulsione elettrostatica indotta dal polielettrolita sia per la presenza di uno strato polimerico sufficientemente spesso da minimizzare le inevitabili tendenze aggregative fra le stesse. Nel presente lavoro di ricerca si è valutata quindi la possibilità di realizzare la separazione elettroforetica di nanoparticelle di oro, dalle dimensioni comprese nell’intervallo 5-20 nm, aggiungendo al running buffer un polimero al posto dell’SDS. Confrontando le separazioni elettroforetiche realizzate in presenza di svariati polimeri e di SDS, è emerso che l’impiego di un polielettrolita carico negativamente quale il poli(4-stirenesolfonato) (PSS) costituisce una valida alternativa all’SDS stesso. Ottimizzata la concentrazione di PSS in termini di efficienza e risoluzione della separazione elettroforetica, è stato condotto uno studio di ottimizzazione di parametri quali il pH e la concentrazione di tampone, le condizioni di iniezione ed il voltaggio applicato. In particolare, per quanto riguarda quest’ultimo parametro, l’applicazione di un gradiente di potenziale, opportunamente modulato, anziché di un voltaggio costante tipicamente impiegato in elettroforesi capillare, ha consentito un netto miglioramento della separazione elettroforetica.
Riferimenti Bibliografici
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Assay of enzymes of clinical and biological significance by an interference free coline biosensor
Get PDFCholine (Ch) is widely distributed in nature since it is an important source of methyl groups, an essential component of certain lipids and, in the nervous tissue of most organisms, a precursor of acetylcholine, which is a major neurotransmitter. Ch can be selectively determined by detection of H2O2 generated by the choline oxidase (ChO) catalyzed reaction. Several amperometric methods, based on the this reaction, have been developed in order to detect choline or species which determine choline release such as cholinesterase (ChE), acetylcholine (AChE), phospholipase D (PLD) and choline containing phospholipids. Measurement of serum ChE is important to assess liver function and monitor excessive exposure to organophosphorus insecticides[1]. It is also useful in predicting susceptibility to prolonged apnea after the administration of succinylcholine[2]. There are many methods for the measurement of cholinesterase activity including manometric, titrimetric and photometric procedures. The reference procedure for ChE assay is the Ellman colorimetric method[3] in which haemoglobin and glutathione present in erythrocytes act as interfering substances. PLD is widespread in plants as well as in some microorganisms and mammalian tissues and can have multiple effects and significance on cellular functions, such as receptor signal transduction[4] and an important role in postharvest metabolism of plant tissue. Methods published[5] for PLD activity assay have mainly involved the determination of choline by bromothymol blu or by synthetic substrates of PLD. Titrimetric or pH-stat techniques have been described as well as radioassay procedure which is the fastest and most sensitive method but it requires the use of expensive and potentially health hazardous radiolabeled phospholipids. The fundamental role covered by ChE and PLD in clinical and biological fields justifies the increasing interest in developing assay methodologies able to assure sensitivity, accuracy without requiring expensive instrumentation or long procedure time. In this context amperometric biosensors based on ChO play a surely innovative and quite promising role. The techniques reported for immobilizing ChO on the electrode surface are quite laborious. Covalent immobilization on nylon net[6], often coupled to multimembranes assembly[7] in order to preserve the electrode from interference and fouling, besides being complex and time consuming, can cause a certain slowing down of the sensor response. On the contrary a fast response time is an essential requirement for the on line monitoring of analytes in real samples.
The aim of the present study was to develop a choline amperometric biosensor easier to realize moreover assuring high enzyme stability, fast response time, anti-interferent and anti-fouling properties. This goal has been reached in our laboratory immobilizing choline oxidase by co-crosslinking on a platinum electrode previously modified by an overoxidized polypyrrole film. Such an immobilization procedure, already reported in the case of a bienzymic sensor based on choline oxidase and acetylcholinesterase co-immobilization on a platinum electrode[8,9], allowed to obtain an immobilized enzyme-layer characterized by high biocomponent stability and good mechanical properties. Moreover the employment of a bilayer made of co-crosslinked choline oxidase and overoxidised polypyrrole assures notable permselectivity[10] allowing the rejection of interferents usually present in real matrices. Such a Ch biosensor, being interference free, has been employed to assay ChE and PLD in real matrices. In order to optimize the sensor response towards the enzyme to be assayed, the influence of experimental variables such as pH of buffer solution, rotation rate of the electrode and the substrate concentration has been studied. The present method, upon optimization, allowed wide linear range up to 0.600 UI/ml in the case of serum ChE (referred to acetylcholine as enzyme substrate) and to 0.33 UI/ml in the case of PLD. Moreover it revealed suitable for assay ChE in serum samples and PLD in plant crude extracts at activities value respectively down to 5x10-4 UI/ml and to 8x10-5 UI/ml.
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Electrophoretic protein deposition: un nuovo tool per l'immobilizzazione enzimatica nella realizzazione di biosensori amperometrici
No full textElectrophoretic protein deposition: a new enzyme immobilization method for the development of amperometric biosensors
Get PDFElectrodeposition is an enzyme immobilization method based on the well-known electrophoretic phenomena of proteins under the influence of an electrical field. In the original method, the enzyme is mixed to a collagen dispersion at a pH value different from their isoelectric points to form macromolecular complexes which migrate to, and deposit on, an electrode surface held at an appropriate electric potential. In spite of the interest of such a method, quite similar to the enzyme entrapment in electrosynthesized polymers, the so-called "electrochemical immobilization", up to now few papers have been devoted on this subject. These studies do not deal with the understanding of both chemical and electrochemical processes involved in protein electrodeposition, which are particularly significant for the proper development of biosensors. For example, a study of a suitable electrochemical technique, able to control the protein deposition while minimizing the undesirable but collateral faradaic processes (i.e. O2 evolution), cannot be found in the relevant literature. More important, the realization of an useful biosensor, free of interference and fouling problems (which arise in real matrices analysis) has not yet been achieved with this approach.
The electrodeposition method, herewith called "electrophoretic protein deposition" (EPD), has been investigated in our laboratory with the aim to develop a novel approach in amperometric biosensor realization. The influence of some chemical and electrochemical parameters on the protein deposition has been studied with several electrochemical methodologies. Galvanodynamic and potentiodynamic techniques have been compared in terms of membrane quality, thickness and spatial control of protein deposition. An electrochemical quartz crystal microbalance study permitted further insights about the growth of proteic deposit on the electrode surface. The enzyme electrodes so obtained have been further characterized to realize the feasibility of EPD procedure for the development of an useful biosensor. In this respect, the realization of amperometric biosensors using the hybrid approach has been drawn out to this novel enzyme immobilization procedure. In particular, EPD of co-crosslinked bovine serum albumin/glucose oxidase membranes coupled with electrosynthesized non-conducting films of poly-2-naphthol or poly-o-aminophenol permitted the realization of glucose biosensors with anti-interference and anti-fouling performances so interesting to assure a future employment for real sample analysis
Immobilizzazione di proteine ed enzimi tramite deposizione elettroforetica: uno studio elettrochimico/EQCM
No full textDeterminazione della fosfocolina mediante biosensore a colina ossidasi/fosfatasi alcalina immobilizzati
Get PDFIl metabolismo della colina è importante nella regolazione di processi cellulari basilari quali la morfogenesi, la mitosi, la fusione cellulare, l’apoptosi di epatociti e lo sviluppo di neuroni [1]. La fosfocolina, metabolita idrosolubile della colina, è il precursore di un importante componente delle membrane cellulari quali la fosfatidilcolina. Di recente è emerso come la fosfocolina sia coinvolta nella regolazione della mitogenesi e della carcinogenesi [2]. In particolare si è osservato che i tessuti affetti da forme tumorali di natura maligna contengono, rispetto ai tessuti normali, livelli di fosfocolina più elevati. Nel caso del cancro al seno, ad esempio, le cellule mammarie sono caratterizzate da un contenuto di fosfocolina almeno dieci volte superiore rispetto alle cellule epiteliali normali [3]. Tale marcata differenza sembra sia dovuta principalmente ad una elevata velocità di trasporto della colina unitamente ad una elevata attività dell’enzima colina chinasi, responsabile della produzione di fosfocolina a partire dalla colina [4]. La determinazione dei livelli di fosfocolina è inoltre importante nel caso di patologie neurodegenerative quali il morbo di Alzheimer per le quali si riscontrano livelli elevati dei metaboliti correlati alla fosfatidilcolina (fosfocolina, glicerofosfocolina e colina) nel fluido cerebrospinale [5].
Le metodologie convenzionali sviluppate sin ora per la determinazione della fosfocolina in campioni biologici sono complesse e spesso richiedono strumentazioni particolari il che preclude la possibilità di analisi di routine nei comuni laboratori. Sono state messe a punto ad esempio metodiche che sfruttano la gas cromatografia accoppiata alla spettrometria di massa, previa derivatizzazione dell’analita [6], la cromatografia liquida ad alte prestazioni con rivelatore elettrochimico accoppiata ad una colonna ad enzima immobilizzato [7], metodi radioenzimatici [8], la spettroscopia NMR multinucleare [9] o ancora tecniche del tipo imaging TOF-SIMS [10]. In questo contesto i biosensori elettrochimici giocano un ruolo decisamente innovativo ed assai promettente essendo caratterizzati da bassi costi di utilizzo e facilità di impiego.
Nel presente lavoro di ricerca è stato realizzato un sensore amperometrico bienzimatico per il dosaggio della fosfocolina basato sulla co-immobilizzazione della fosfatasi alcalina e della colina ossidasi su un elettrodo di platino mediante la tecnica del co-crosslinking enzimatico. La realizzazione di un sensore bienzimatico mediante co-crosslinking è già stata riportata nel caso di un dispositivo sviluppato per la determinazione di colina ed aceticolina co-immobilizzando colina ossidasi ed acetilcolinesterasi su elettrodo di platino tal quale [11, 12] o modificato con film polimerici elettrosintetizzati [13]. Allo scopo di ottimizzare il responso del sensore nei confronti della fosfocolina si è reso necessario uno studio preliminare sulle prestazioni del biosensore al variare della fonte di fosfatasi alcalina. Tale enzima infatti idrolizza in modo non specifico monoesteri dell’acido ortofosforico a valori di pH alcalini per produrre fosfato inorganico ed un alcool, nella fattispecie colina. Sono state testate varie forme di fosfatasi alcalina, derivanti da diverse sorgenti naturali e/o diversi organi, differenti per attività enzimatica specifica, e, a parità di forma, sono stati esplorati diversi rapporti di attività dei due enzimi nella soluzione di immobilizzazione, ottenendo biosensori caratterizzati da diverse prestazioni in termini di sensibilità, valori di corrente massima, costante di Michaelis-Menten apparente e stabilità. Tra tutti i dispositivi realizzati, il biosensore che ha evidenziato le migliori performances analitiche per la fosfocolina è stato applicato all’analisi in flusso fornendo un limite di rivelabilità per colina e fosfocolina pari a 0.1 μM (S/N = 3) ed un intervallo di linearità esteso fino a 100 μM, valori più che adeguati per un futuro impiego del sensore per la determinazione della fosfocolina in campioni di interesse clinico diagnostico quali fluido cerebrospinale o omogeneizzati di tessuti. A tale scopo si è combinato il co-crosslinking enzimatico all’elettrosintesi di un film permselettivo sulla superficie elettrodica in grado di ovviare alle comuni problematiche di avvelenamento dell’elettrodo ed interferenza faradica. L’utilizzo di un rivelatore in flusso del tipo thin-layer a doppio elettrodo (configurazione parallela) [13], a colina ossidasi immobilizzata e a colina ossidasi/fosfatasi alcalina co-immobilizzate, consentirà la simultanea determinazione di colina e fosfocolina senza la necessità di ricorrere ad uno step cromatografico tipicamente richiesto per separare tali due sostanze.
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Biosensori amperometrici ad enzima immobilizzato tramite deposizione elettroforetica
Get PDFLa metodica ibrida [1] di realizzazione dei biosensori amperometrici, combinante i vantaggi delle tecniche di immobilizzazione classica (ad es. "enzyme co-crosslinking" [2]) con quelli caratteristici dei polimeri elettrosintetizzati permselettivi [3], costituisce una risposta significativa a talune problematiche associate alla immobilizzazione elettrochimica di enzimi quali l'incompatibilità chimica e/o elettrostatica di diversi enzimi con alcuni polimeri [3-5], il processo di degradazione a cui la membrana polimero/enzima va incontro nel tempo [6,7] e la quantità limitata di enzima che si riesce ad immobilizzare. Sfortunatamente, lo step di immobilizzazione enzimatica, essendo usualmente del tipo "casting", è limitato da uno scarso controllo della distribuzione spaziale dell'enzima e dello spessore dello strato depositato.
Al fine di superare tale inconveniente, nel laboratorio degli autori è stata sviluppata una nuova metodica di immobilizzazione enzimatica, qui indicata come deposizione elettroforetica, basata sui ben noti processi di migrazione elettroforetica di polielettroliti anfoteri, quali le proteine, per effetto di un campo elettrico applicato. Questo approccio consente di immobilizzare sulla superficie di un qualsivoglia elettrodo l'enzima di interesse tramite co-crosslinking assistito elettrochimicamente con un controllo sulla deposizione paragonabile a quello offerto dalla tecnica di immobilizzazione elettrochimica.
Uno studio delle tecniche di elettrodeposizione e di alcuni importanti parametri chimici quali ad esempio la concentrazione delle proteine e del crosslinker, il pH e la forza ionica del tampone ha permesso una ottimizzazione della metodica di deposizione elettroforetica e conseguentemente la realizzazione di biosensori caratterizzati da elevate prestazioni in termini di sensibilità, stabilità, distribuzione del deposito proteico e suo spessore.
Allo scopo di realizzare dispositivi "interference- e fouling-free" si è codepositato sull'elettrodo un polimero permselettivo elettrosintetizzato. In particolare si è verificato sperimentalmente che l'elettrosintesi del polimero può essere condotta prima della deposizione elettroforetica oppure direttamente sull'elettrodo modificato con lo strato proteico. Le proprietà anti-interferenziali osservate con la codeposizione di polimeri non conduttori quali il poli(2-naftolo) o il poli(orto-amminofenolo) evidenziano la possibilità di estendere questo approccio all'analisi di campioni reali.
[1] Guerrieri, A.; De Benedetto, G. E.; Palmisano, F.; Zambonin, P. G. Biosensors Bioelectronics 1998, 13(1), 103
[2] Guerrieri, A.; De Benedetto, G. E.; Palmisano, F.; Zambonin, P. G. The Analyst 1995, 120, 2731
[3] Bartlett, P. N.; Cooper, J. M. J. Electroanal. Chem. 1993, 362, 1
[4] Palmisano, F.; Guerrieri, A.; Quinto, M.; Zambonin, P. G. Anal. Chem. 1995, 34, 1005
[5] Pantano, P.; Kuhr, W. G. Electroanalysis 1995, 7, 405
[6] Geise, R. J.; Adams, J. M.; Barone, N. J.; Yacynych, A. M. Biosensors Bioelectronics 1991, 6, 151
[7] Centonze, D.; Guerrieri, A.; Malitesta, C.; Palmisano, F.; Zambonin, P. G. Ann. Chim. (Rome) 1992, 82, 21
Permselective and Enzyme-Entrapping Behaviours of an Electropolymerized, Non-Conducting, poly(o-Aminophenol) Thin Film-Modified Electrode: A Critical Study Biosensors & Bioelectronics
No full textNon-conducting polymeric films synthesised by the electrooxidation of o-aminophenol on a platinum electrode in acetate or phosphate buffer displayed an interesting permselective behaviour, which proved valuable in minimising the electrochemical interferences from ascorbate, acetaminophen, cysteine and urate sample molecules in amperometric detection mode. The electrosynthesis of poly(o-aminophenol) film showed also useful as permselective membrane for enzyme immobilization as demonstrated by the production of an interference-free glucose oxidase biosensor. In this respect, the glucose response time, t0.95, evaluated in batch addition experiments, was lower than 5 s while the calibration curve was linear up to 10 mM of glucose with a sensitivity of 69.7 nA/mM. Both the permselective behaviour and the enzyme-entrapping property of the film were critically compared with the relevant studies until now reported. With respect to the sophisticated but complex approaches described elsewhere, this study shows that simply a proper optimization of p(oAP) electrosynthesis and its permselective behaviour is the key to improve significantly the selectivity of the resulting analytical devices
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