Introduzione

Negli ultimi decenni l’utilizzo intensivo in agricoltura di antiparassitari altamente tossici a livello mondiale ha contribuito in maniera determinante ai notevoli problemi di inquinamento sia delle acque sia del suolo. L’esigenza sempre più pressante di disporre di metodi e dispositivi per rilevare la presenza di antiparassitari ed altri contaminanti ambientali, specialmente gli erbicidi fotosintetici (composti chimici che bloccano il processo di fotosintesi), rende particolarmente sentita nel settore l’esigenza di un nuovo biosensore elettrochimico semplice, economico, sostenibile dal punto di vista ambientale, dotato di elevata stabilità e sensibilità.

Caratteristiche Tecniche

I principali svantaggi nell’assemblare i biosensori noti rimangono l’utilizzo di solventi organici e di costosi agenti leganti per immobilizzare l’elemento biologico di riconoscimento sull’elemento di trasduzione elettrochimica. L’alternativa allo stato dell’arte proposta, è un biosensore elettrochimico che permette di rilevare erbicidi fotosintetici ed altri contaminanti con elevata sensibilità e riproducibilità per mezzo di misure amperometriche e che può essere prodotto in modo estremamente semplice. E’ composto da un supporto in carta carbone, nel quale è delimitata una superficie di lavoro, sulla quale sono depositate le membrane tilacoidali (sito delle reazioni fotosintetiche nelle piante contenenti i fotosistemi I e II). L’estremità è rivestita da un materiale conduttore, la parte rimanente è rivestita da un isolante, fatta eccezione per la superficie di lavoro. Il presente biosensore può inoltre comprendere più elettrodi di lavoro, ad esempio N elettrodi ciascuno sensibile a uno specifico contaminante, grazie all’uso sui diversi elettrodi di tilacoidi modificati, realizzando così un sistema di rilevazione multi-elettrodo, per rilevare in parallelo N diversi contaminanti (Fig.2). TRL=4.

Possibili Applicazioni

• Rilevazione in campioni ambientali di contaminanti inibenti il trasporto elettronico a livello di fotosistema I (PSI) oppure di fotosistema II (PSII) in organismi fotosintetici ossigenici. Alcuni esempi di contaminanti fotosintetici: metalli pesanti, esplosivi e radiazioni ionizzanti

Vantaggi

• Facile, economico e sostenibile da preparare: la preparazione esclude l’uso di solventi organici, sali di metalli pesanti, e altri reagenti che potrebbero impattare negativamente sull’ambiente e sulla salute
• Estremamente sensibile ed efficiente nel preservare in maniera ottimale l’attività catalitica del PSII dei tilacoidi immobilizzati e stabile per lungo tempo anche a temperatura ambiente