Biosensori, Chimica analitica

W

∆ = × ⋅ ⋅

6 2

F 2 . 3 10 F A

A DNA

• In genere il DNA è immobilizzato su una lamina d’oro mediante legame covalente di

un gruppo tiolo

• La sequenza immobilizzata fa ibridazione con l’analita e genera un segnale, che può

essere ottico (se c’è un quencher) o elettrico Plasmoni

• Immunosensore ottico, impiegato per misurare i cambiamenti di

indice di rifrazione che avvengono sulla superficie del sensore.

• Un plasmone di superficie consiste nell’oscillazione di elettroni

liberi che si propaga lungo la superficie di un conduttore.

• Dosando opportunamente la luce e l'angolo con cui incide sul metallo, gli elettroni risuonano e il metallo si comporta in maniera

completamente diversa: diventa otticamente trasparente. Questo fenomeno può essere usato per realizzare sensori ottici

• Una sottile pellicola metallica viene depositata su un vetrino, messo in contatto ottico con un prisma tramite un liquido di adatto indice di

rifrazione. La pellicola di metallo forma la superficie del sensore su cui viene deposto il campione. La luce si propaga dal prisma alla pellicola

di metallo, dove è parzialmente riflessa e misurata da un rivelatore ottico fotoelettrico. I cambiamenti nella quantità di luce che colpisce il

rilevatore rappresentano l'uscita del sensore.

Immunosensori

• Utilizzo di anticorpi come marker per sensori

• La specificità antigene-anticorpo è sfruttata in diverse tecniche

immunologiche, tra queste la più famosa ed utilizzata è la tecnica

ELISA(enzyme linked immunosorbent assay).

• ELISA COMPETITIVO: si utilizza un coniugato antigene-anticorpo

E’ utilizzato per molecole a basso PM e non proteiche. In questo caso la concentrazione del

prodotto formato è inversamente proporzionale alla quantità di analita in esame

• ELISA NON COMPETITIVO: elisa sandwich, utilizzato per molecole ad alto PM, con almeno

due siti di legame per l’anticorpo. La concentrazione del prodotto formato è direttamente

proporzionale alla quantità di analita.

Piastra di lavoro

da 96 pozzetti

ELISA_diretto competitivo

ELISA_indiretto e sandwich

Curva di calibrazione

• 12

Per interpolazione ricavo la quantità di analita incognito

10

8

(µA)

Corrente 6

4

2

0 1,e+1 1,e+2 1,e+3 1,e+4 1,e+5 1,e+6

Staphylococcus aureus (cell/ml) ELISA competitivo

ELISA sandwich

Elettrodi

Elettrodo ausiliare

Elettrodo di lavoro

Sensori screen printed

Ma ce ne sono molti altri (QUALI?)

• Palmari permettono la rilevazione in pochi minuti

• Sono portatili e relativamente economici

Determinazione di tossine e batteri

R

• Le tossinfezioni alimentari rappresentano un serio problema di sanità pubblica H

1

per la loro frequenza e per l’alto numero di soggetti esposti

• Determinazione di tossine nei frutti di mare (es.: saxitossina) o micotici (es. ac N

H

N

H

domoico) NH2

• Determinazione di agenti patogeni come Salmonella o S. aureus +H2N H

N

N OH

OH

saxitossina

OGM

• Determinazione di sequenze esogene in un alimento o il prodotto di esso: una proteina o un enzima che esprimano le caratteristiche

desiderate

• Es.: proteina Cry1Ab, endotossina con proprietà insetticide prodotta da un batterio gram+ ubiquitario nel suolo, il Bacillus Thuringiensis