RILEVAZIONE DI ACIDO URICO CON TRANSISTOR ORGANICI ELETTROCHIMICI

L'acido urico (UA) ਠuno dei prodotti finali del catabolismo nucleotidico nell'uomo: nel sangue la sua concentrazione varia nel range 140-480 µM e nell'essudato delle ferite nel range 220-750 µM. Alte concentrazioni di UA nel sangue possono essere associate a diverse condizioni patologiche e possono portare alla formazione di calcoli renali. Questo metabolita inoltre puಠessere un indicatore di una infezione batterica nelle ferite. Il trattamento delle ferite cutanee rappresenta ad oggi un'importante problematica medica: le tecnologie associate al monitoraggio e alla cura delle ferite, il cui scopo ਠquello di raccogliere dati riguardo al loro stato di guarigione in ambito ospedaliero e domestico, sono una reale esigenza dal momento che rappresentano un mezzo di prevenzione dallo sviluppo di ferite croniche. Batteri quali S. aureus e P. aeruginosa, che si trovano normalmente nelle ferite, possiedono una uricasi endogena, l'enzima deputato all'ossidazione dell'UA, e di conseguenza possono metabolizzare l'UA presente nella ferita. Una diminuzione dei livelli di UA nel fluido delle ferite, proporzionale alla carica batterica presente, puಠessere perciಠindicatore di un'infezione. Un biosensore per l'UA integrato in un cerotto cutaneo puಠessere quindi potenzialmente un utile dispositivo medico. Lo scopo finale di questa tesi ਠstato quello di sviluppare un biosensore per l'acido urico capace di monitorarne i livelli in soluzioni modello e in essudato artificiale. Per poter interfacciare il dispositivo elettronico ad un sistema biologico alcune delle sue componenti sono fabbricate con materiali organici e flessibili. L'utilizzo di molecole organiche permette di risolvere i limiti che si riscontrano nell'utilizzo di materiali inorganici rigidi: ਠpossibile utilizzare dei substrati flessibili, sfruttare tecniche di fabbricazione semplici ed economiche (drop casting, spin coating, inj-jet printing) e di operare a bassi voltaggi. Come base per il biosensore ਠstato scelto un transistor organico elettrochimico (OECT) stampato, flessibile e monouso. La selettività  del biosensore ਠgarantita dall'enzima uricasi immobilizzato sul dispositivo. La reazione tra l'acido urico (l'analita target) e l'enzima (l'elemento di riconoscimento) porta alla formazione di perossido di idrogeno (H2O2). Quest'ultimo, secondo i principi di funzionamento di un OECT, ਠresponsabile del segnale del dispositivo: questo segnale consiste nella variazione della corrente attraverso il canale costituito da un semiconduttore organico. Grazie a questa reazione, ਠpossibile misurare indirettamente la concentrazione di UA tramite la rilevazione della concentrazione di H2O2. Ai fini di sviluppare il biosensore, l'enzima uricasi ਠstato immobilizzato in una matrice di gelatina-A, costituita da un insieme di proteine idrosolubili derivate dal collagene, depositata sull'elettrodo di gate del transistor. Innanzitutto le misurazioni sono state svolte nel buffer PBS, in seguito gli stessi esperimenti sono stati effettuati utilizzando un essudato artificiale riprodotto in laboratorio contente alcuni dei componenti maggiormente presenti nei campioni reali di essudato. In prospettiva, un dispositivo cosଠsviluppato, una volta integrato in una medicazione per ferite, potrebbe potenzialmente restituire utili informazioni riguardo lo stato di guarigione delle ferite.