Ricercatori del CNR-IMAA in collaborazione con altri gruppi di ricerca hanno sviluppato un biosensore basato sulla Laccasi (enzima appartenente alla classe delle ossidoreduttasi) attraverso l’applicazione della MAPLE (evaporazione laser pulsata assistita da matrice), usata come tecnica innovativa per immobilizzare l’enzima su elettrodi serigrafati (SPE).
La MAPLE (Matrix Assisted Pulsed Laser Evaporation) è una tecnica che sfrutta il fenomeno dell’ablazione laser per trasferire materia, sotto forma di “plume”, dalla superficie di un materiale target alla superficie di un substrato dove la “plume” si ricondensa a formare un film sottile. Tra le tecniche di deposizione laser, la MAPLE è considerata la più “soft” perché preserva la funzionalità dei biomateriali molto sensibile alla temperatura. Infatti, il materiale da depositare viene disciolto in un opportuno solvente particolarmente volatile e l’energia del laser, che impatta sul target, è assorbita soprattutto dal solvente il quale viene allontanato rapidamente da un sistema di vuoto permettendo contestualmente il deposito del substrato sotto forma di film sottile sull’apposito target (Fig 1).
Fig 1
Accanto all’applicazione innovativa della tecnica MAPLE, come tecnica di immobilizzazione enzimatica, sono stati utilizzati gli Screen Printed Electrodes, come substrati di deposizione, perché economici, portatili e maneggevoli (Fig 2).
Fig 2
L’enzima laccasi è stato scelto per la sua versatilità sia in campo ambientale sia in campo alimentare perchè è capace di interagire con numerosi composti fenolici, considerati inquinanti, dato il loro impatto sull’ambiente e sulla salute dell’uomo, ma anche composti con alto valore aggiunto perché sostanze con proprietà antiossidanti.
Il biosensore amperometrico a Laccasi (Fig 3), sviluppato con l’ausilio della tecnica MAPLE, ha mostrato buone performance in termini di sensibilità, range lineare, riproducibilità e stabilità operazionale, adeguata proprietà anti-interferente e buona specificità nella determinazione del tenore fenolico totale in matrici complesse (es. prodotti alimentari). Infine, il biosensore ha mostrato anche una buona riproducibilità, adeguata per una produzione su larga scala di biosensori a basso costo.
Fig 3
Per il conseguimento dell’obbiettivo raggiunto è stato necessario un approccio multidisciplinare che ha visto partecipi gruppi di ricerca con le relative competenze di fisica, chimica- biochimica- elettrochimica, chimica-fisica e chimica analitica.
Approfondimenti
Maria Verrastro, Nunzia Cicco, Fabiana Crispo, Antonio Morone, Maria Dinescu, Marius Dumitru, Fabio Favati, Diego Centonze, 2016. Amperometric biosensor based on Laccase immobilized onto a screen-printed electrode by Matrix Assisted Pulsed Laser Evaporation. Talanta 154, 438-445.
Per informazioni
Nunzia Cicco, CNR-IMAA, nunzia.cicco at imaa.cnr.it
