Deposizione di oro per lo sviluppo di materali ibridi nei biosensori

The project aims to develop innovative processes for the production of hybrid materials to be easily integrated into electrochemical biosensors in order to improve the selectivity, detection and the response time of sensors themselves. A biosensor is an analytical device that incorporates a biological recognition element associated with a physical-chemical signal transducer. The purpose of the biosensor is to produce a digital electronic signal proportional to the concentration of a single analyte. The way in which the biological component is immobilized should never be underestimated, as it can generate phenomena of inactivation of the processes. In the third generation biosensors, electronic transfer occurs directly between the enzyme and substrate, as there is a direct coupling of the biosensor and the response is almost instantaneous. Preparation and characterization of nanostructured electrode surfaces, in which the molecular systems are organized on a conductor or semiconductor substrates using simple methods of self-assembly, are increasingly important in the construction of electronic components in nanoscale applications in the environmental field, the energy conversion in catalysis, and the development of new sensors. The aim of this research is to study the preparation of nanostructured electrodes for biosensors by using electrochemical techniques. This methods can be extremely versatile and competitive in terms of the economic and easily integrated into existing technology. In order to optimize the performance of synthesized materials, deposited layers will be realized in the form of patterned 2D (thin films and ultra-thin) and 3D (nanowires) to produce high surface area electrodes. It will seek to achieve the dual objective of developing processes and realize competitive materials with improved properties compared to those currently known. The electrochemical processes will be developed in order to be environmentally friendly with formulation of electrolytes based on new generation cyanide free.

Il progetto ha lo scopo di sviluppare processi innovativi per la produzione di materiali ibridi facilmente integrabili in biosensori elettrochimici e in grado di migliorare la selettività, la loro capacità detettiva e il tempo di risposta. Un biosensore è un dispositivo analitico che incorpora un elemento di riconoscimento biologico associato a un trasduttore di segnale chimico-fisico. Lo scopo del biosensore è di produrre un segnale elettronico proporzionale alla concentrazione dell’analita. Non deve essere sottovalutata la modalità con cui il componente biologico è immobilizzato in quanto può generare alterazioni nel funzionamento del processo. Nei biosensori di III generazione il trasferimento elettronico avviene direttamente tra substrato e enzima, in quanto vi è un accoppiamento diretto e la risposta del biosensore è pressoché istantanea. La preparazione e la caratterizzazione di superfici elettrodiche nanostrutturate, nelle quali i sistemi molecolari vengono organizzati su substrati conduttori o semiconduttori mediante semplici metodi di autoassemblaggio, acquistano sempre maggiore importanza nella costruzione di componenti elettronici in scala nanometrica. Scopo della ricerca è di studiare la preparazione di elettrodi nanostrutturati per biosensori mediante l'impiego di tecniche elettrochimiche, in grado di essere estremamente versatili, competitive dal punto di vista dell'impatto economico e facilmente integrabili in una tecnologia esistente su base silicio. Nell'ottica di ottimizzare le prestazioni dei materiali sintetizzati, gli strati deposti saranno realizzati in forma nanostrutturata 2D (film sottili ed ultra-sottili) e 3D (nanofili) in modo da produrre elettrodi ad altissima area superficiale. Si cercherà di conseguire il duplice obiettivo di sviluppare processi competitivi e di realizzare materiali con proprietà migliorate rispetto a quelli attualmente conosciuti. I processi elettrochimici sviluppati dovranno essere ecocompatibili, basati sulla formulazione di elettroliti di nuova generazione esenti da cianuri.