Studio e caratterizzazione di biosensori sviluppati su dispositivi inorganici ed organici

• Main Author: Bonetti, Simone <1983>
• Other Authors: Samorì, Bruno
• Format: Doctoral Thesis
• Language: it
• Published: Alma Mater Studiorum - Università di Bologna 2013
• Subjects: CHIM/06 Chimica organica
• Online Access: http://amsdottorato.unibo.it/5629/

L’attività di dottorato qui descritta ha riguardato inizialmente lo sviluppo di biosensori elettrochimici semplificati per la rilevazione di DNA e successivamente lo studio di dispositivi organici ad effetto di campo per la stimolazione e il rilevamento dell’attività bioelettrica di cellule neuronali. Il lavoro di ricerca riguardante il prima parte è stato focalizzato sulla fabbricazione e sulla caratterizzazione di un biosensore a due elettrodi per la rilevazione di DNA solubile , facilmente producibile a livello industriale. Tale sensore infatti, è in grado di leggere livelli diversi di correnti faradiche sulle superfici in oro degli elettrodi, a discrezione di un eventuale ibridizzazione del DNA da analizzare su di esse. I risultati ottenuti riguardo a questo biosensore sono :la paragonabilità dello stesso con i sensori standard a tre elettrodi basati sulla medesima metodica, la possibilità di effettuare due misure in parallelo di uno stesso campione o di 2 diversi campioni su di uno stesso di dispositivo e la buona applicabilità della chimica superficiale a base di tale biosensore a superfici create con tecnologie industriali. Successivamente a tali studi, mi sono focalizzato sull’utilizzo di dispositivi organici ad effetto campo (in particolare OTFT) per lo sviluppo di un biosensore capace di stimolare e registrare l’attività bioelettrica di cellule neuronali. Inizialmente sono state identificate le caratteristiche del materiale organico utilizzato e successivamente del dispositivo fabbricato pre e post esposizione all’ambiente fisiologico. Poi, sono stati effettuati esperimenti per osservare la capacità di stimolare e di leggere i segnali elettrogenici da parte dell’OTFT. I risultati ottenuti da tali studi sono che: il materiale organico ed il dispositivo mantengo le loro caratteristiche morfologiche e funzionali dopo l’esposizione per giorni all’ambiente fisiologico. Inoltre l’OFET in grado di stimolare il cambiamento delle tensioni di membrana cellulari e contemporaneamente di registrare tali variazioni e le eventuali risposte cellulari provocate da esse. === The activity of my PhD concerns both the development of an electrochemical biosensor for the detection of soluble DNA based on a two-electrode set-up, and the study of a bidirectional organic thin film transistor (OTFT) for the stimulation and the recording of the bioelectrical activity of the primary neurons. In the first case, my research was focused mainly on the fabrication of gold ultra-flat surfaces for the electrodes, and the comparison with surfaces coming from industrial fabrication methods. I developed the DNA two-electrode sensor and I demonstrated its reliability in correlation with results obtained with standard three-electrodes configuration. In the second part, instead, I studied the fabrication of the organic device with perylene diimide as organic material, monitoring its resistance in function of the physiological environment and the functionality of the OTFT as recorder and stimulator of the electrogenic activity of the dorsal root ganglion neurons.