Dosaggio SERS di farmaci con film nanostrutturati di oro

In this work several problems related to the use of a new kind of sensor based on Surface Enhanced Raman Spectroscopy (SERS) to measure the presence and the concentration of drugs in biological matrices are faced. The sensors are made of gold nanostructured films synthesized by pulsed laser ablation (PLA). Their optical properties are characterized by evaluating the surface plasmon, by UV-Visible-NIR absorption spectroscopy, their morphology is tested by scanning electron microscopy (SEM). We report the results obtained on two different analytes, apomorphine and carbamazepine, both in aqueous solution and in biological fluids (serum or plasma). Apomorphine is a drug used in treatment of patients affected by Parkinson's disease, while carbamazepine is used in the treatment of epilepsy. The final purpose is the qualitative and quantitative evaluation of the SERS measure, in particular relating to the dipping time of the sensor in the analyte sample and to the analyte concentration. The main goal is to find the lowest concentration of each analyte measurable with this kind of sensor and to demonstrate the existence of a not ambiguous relation between some characteristics of the recorded spectra and the drug concentration.

In questa tesi vengono trattati diversi aspetti di uno studio riguardante l'utilizzo di un nuovo tipo di sensore per lo sfruttamento di Surface Enhanced Raman Spectroscopy (SERS) al fine di rilevare la presenza e la concentrazione di farmaci in fluidi biologici. Tali sensori sono costituiti da films di oro nanostrutturati tramite ablazione a laser pulsato (PLA) e sono stati caratterizzati dalla valutazione del plasmone di superficie tramite misure d'assorbimento nell'UV-visibile-NIR e della morfologia tramite microscopia elettronica a scansione (SEM). Vengono successivamente riportati i risultati ottenuti per due diversi analiti, apomorfina e carbamazepina, entrambi sia in soluzione acquosa che in matrici biologiche (siero e plasma). Il primo dei due analiti è un principio attivo sfruttato nelle terapie di pazienti affetti dalla malattia di Parkinson, mentre il secondo nei trattamenti per l’epilessia. Scopo finale è la valutazione della misura SERS in termini qualitativi e soprattutto quantitativi, più specificatamente in relazione al tempo di immersione del sensore nel campione contenente l'analita e alla variazione di concentrazione di quest’ultimo. In particolare l'interesse principale consiste nella valutazione della concentrazione minima osservabile per ciascun analita e nella dimostrazione dell'esistenza di una correlazione non ambigua tra alcune caratteristiche dello spettro misurato e la concentrazione dei farmaci.