Sviluppo di sensori biomimetici per analisi degli alimenti

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Questa tesi di dottorato ha riguardato lo sviluppo di sensori biomimetici applicati all’analisi degli alimenti per la rilevazione di diversi analiti, sia marker di qualità che marker di sicurezza.

Sono riportate alcune delle attività del progetto di dottorato, in particolare lo studio per lo sviluppo di un sensore elettrochimico per la determinazione selettiva di composti fenolici e lo studio per la realizzazione di un sensore elettrochimico per la rilevazione di dimetoato. Nel primo sensore è stato usato un peptide sintetico come elemento di riconoscimento, mentre nel secondo sensore è stato utilizzato un polimero a stampo molecolare (MIP).

Conclusioni

Il lavoro sviluppato in questa tesi di dottorato porta alle seguenti sintetiche conclusioni:

  1. Sensore elettrochimico per composti fenolici: al verificarsi di legami del peptide sintetico (CP) con l’acido clorogenico (CGA) e con l’acido caffeico (CA) è stata osservata, in entrambi i casi, una diminuzione del segnale analitico. La riduzione può essere attribuita alla capacità legante del CP che ha ridotto la disponibilità elettrochimica dei gruppi fenolici del CGA e del CA. Per quanto riguarda l’acido cumarico (CuA) e l’acido ferulico (FA) (privo della parte orto-difenolica), non è stata osservata alcuna variazione del picco anodico. I risultati suggeriscono che la parte orto-difenolica appare obbligatoria per consentire il legame dei composti fenolici con il CP. Il legame selettivo osservato del CP con il CGA e con il CA suggerisce che un test elettrochimico potrebbe essere progettato usando la strategia proposta, in modo che gli acidi orto-difenoloco-carbossilici possano essere determinati selettivamente da un pool di composti fenolici. Inoltre, questa strategia, estesa ad una matrice di sensori contenente pochi peptidi con diverse affinità di legame rispetto ai polifenoli, può rappresentare la base per lo sviluppo di un sistema elettronico per la valutazione qualitativa e quantitativa di questi composti bioattivi nei prodotti alimentari.
  2. Sensore elettrochimico per dimetoato: è stato sviluppato un MIP-GCE (Molecularly Imprinted Polymer-Glassy Carbon Electrod) per la determinazione del dimetoato, mediante la tecnica voltammetrica ciclica di elettropolimerizzazione di un film di polipirrolo sulla superficie di GCE. La differenza della corrente di picco anodica agli elettrodi tra MIP libero da dimetoato e MIP-GCE trattato superficialmente con dimetoato, potrebbe essere utilizzata per misurare quantitativamente il dimetoato. Il sensore sviluppato ha mostrato una buona riproducibilità, ripetibilità e selettività. Questi risultati hanno, altresì, mostrato che l’elettrodo dim-PPy MIP (dimetoato-polipirrolo Moleculary Imprinted Polymer), facile da produrre e da usare, ha una prestazione analitica interessante. Il sensore MIP è stato utilizzato in combinazione con una procedura di estrazione basata su MEPS (Microextraction by Packed Sorbent), per il rilevamento del dimetoato in campioni di farina di frumento a valori prossimi al MRL (Maximum Residue Limit). I dati ottenuti erano confrontabili con una procedura UHPLC-MS/MS validata. Questo dimostra che il test sviluppato può essere utilizzato per il rilevamento selettivo del dimetoato per eseguire analisi veloci, economiche ed in situ.

Riferimenti. PhD Denise Capoferri, tutor Prof. Michele Del Carlo-Università di Teramo)

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