Sviluppo di un sensore elettrochimico a base di carbon black per la determinazione di cannabinoidi

Il lavoro di Tesi ਠincentrato su uno studio elettroanalitico volto allo sviluppo di un sensore amperometrico per la determinazione simultanea di due cannabinoidi, il Delta-9-tetraidrocannabinolo (THC) e il cannabidiolo (CBD), che costituiscono rispettivamente il componente psicoattivo e non psicoattivo delle piante di Cannabis sativa. In entrambi i casi la rilevazione elettrochimica si basa sull'ossidazione del gruppo fenolico. A causa della stretta somiglianza fra le due molecole, esse portano a responsi elettrochimici molto simili tra loro in quanto l'ossidazione dei due analiti avviene pressochà© allo stesso valore di potenziale. Per giungere alla realizzazione di un sensore che sia in grado di discriminare le due molecole, ਠstato innanzitutto necessario mettere a punto il metodo di rilevazione elettrochimico. A tal fine, sono state eseguite delle analisi voltammetriche in voltammetria ciclica (CV) e in voltammetria differenziale ad impulsi (DPV). Le misure preliminari sono state eseguite in una cella convenzionale a tre elettrodi, costituita da un elettrodo di lavoro in grafite (Gr) o un elettrodo di carbone vetroso (GC), un controelettrodo, consistente in un filo di platino attorcigliato, ed un elettrodo di riferimento, di Ag/AgCl/KCl 3M. Nell'ambito del lavoro si sono confrontate le prestazioni, in termini di precisione e sensibilità  della misura, dell'elettrodo Gr e quello GC per l'analisi dei cannabinoidi. Le prestazioni dell'elettrodo Gr usato tal quale sono state poi confrontate con quelle di elettrodi ottenuti dopo avere modificato la superficie elettrodica con Carbon Black (CB), un materiale nanostrutturato a base carboniosa. In particolare, la modifica ਠavvenuta tramite tecnica drop casting, utilizzando CB a diverso grado di ossidazione e con diversa composizione chimica superficiale, denominati N220, PL6, HP160 e superP. Le analisi sono state eseguite, in questo caso, con soluzioni di resorcinolo (RC), perchà© contiene lo stesso gruppo elettroattivo dei derivati cannabinoidi, ma ਠpi๠economico; tutte le soluzioni sono state preparate in tampone Britton-Robinson (BRB) 0.1 M a pH 7, con aggiunta di MeOH al 30%. In vista dell'applicabilità  del sensore con un dispositivo portatile, si ਠpassati, in un secondo tempo, all'uso di elettrodi stampati (SPE), realizzati dall'università  di Tor Vergata. Gli SPE sono stati utilizzati tal quali e dopo avere modificato la superficie dell'elettrodo di lavoro con i CB risultati pi๠efficienti nella prima parte di questo lavoro: N220 e superP. Con questi SPE si ਠeseguito un disegno sperimentale, che ha compreso l'analisi di nove soluzioni a diversa concentrazione di CBD e THC, analizzate per tre volte con ciascuno dei tre elettrodi: SPE nudo, SPE-N220 e SPE-superP. Sono prese in esame soluzioni contenenti solo CBD, solo THC, il bianco in assenza di entrambi e la miscela dei due analiti in rapporto 1:1, 1:2 e 2:1; anche in questo caso, le soluzioni sono preparate nella miscela BRB 0.1 M a pH 7 e MeOH al 30%, come per il resorcinolo. Sulla matrice dei dati ottenuti dal disegno sperimentale ਠstata realizzata, da parte del gruppo di chemiometria di Reggio Emilia, l'analisi chemiometrica, con la finalità  di verificare se fosse possibile, sulla base del responso voltammetrico, discriminare campioni contenenti solo CBD, solo THC o una miscela dei due. I risultati delle varie analisi possono costituire un punto di partenza per delle ulteriori indagini future.