Sviluppo e caratterizzazione di un biosensore elettronico organico per la rilevazione di istamina.

Il deterioramento degli alimenti rappresenta un problema rilevante sia per la tutela del consumatore sia per la riduzione degli sprechi lungo la filiera. Nei prodotti ittici, la formazione di ammine biogene può fornire informazioni sullo stato di conservazione del prodotto; tra queste, l’istamina assume particolare rilievo per le possibili conseguenze tossicologiche associate alla sua presenza a concentrazioni elevate. La presente tesi, ha riguardato lo sviluppo e la caratterizzazione di un biosensore per la determinazione dell’istamina basato su un transistor organico a gate elettrolitico (EGOT). Il dispositivo è costituito da un canale di PEDOT:PSS depositato su elettrodi interdigitati d’oro e da un gate esterno in oro, funzionalizzato per conferire al sistema la capacità di riconoscimento dell’analita. L’elemento biologico impiegato è la diammina ossidasi (DAO), enzima che catalizza la deaminazione ossidativa dell’istamina con formazione, tra i prodotti di reazione, di perossido di idrogeno. Per favorire la trasduzione del processo enzimatico e migliorare le proprietà dello strato sensibile, sono state studiate diverse configurazioni del gate, ottenute combinando Blu di Prussia, nanotubi di carbonio a parete singola e DAO. È stata inoltre valutata l’applicazione di uno strato di gelatina reticolata con glutaraldeide, introdotto per aumentare la stabilità meccanica del rivestimento e limitare la perdita del materiale depositato durante le misure. La preparazione dei gate è stata affiancata dalla caratterizzazione elettrochimica dei singoli strati mediante voltammetria ciclica e spettroscopia di impedenza elettrochimica, così da distinguerne il contributo e controllare le diverse fasi di fabbricazione. Il funzionamento dei dispositivi EGOT è stato quindi esaminato attraverso le relative caratteristiche elettriche e la variazione della risposta in presenza dell’analita. I risultati ottenuti hanno mostrato che la configurazione finale, costituita da un gate d’oro modificato con Blu di Prussia e con la dispersione SWCNT–DAO, successivamente stabilizzata mediante gelatina e glutaraldeide, è in grado di rilevare l’istamina nell’intervallo di concentrazione compreso tra 1 nM e 1 mM. Le prove preliminari condotte su campioni reali di prodotti ittici hanno inoltre evidenziato una risposta del dispositivo anche in presenza della matrice alimentare, suggerendone la potenziale applicabilità alla determinazione dell’istamina in matrici complesse.