Skip to main content

Novel organic-inorganic materials in opto-electronic systems for the monitoring and control of bio-processes

Article Category

Article available in the folowing languages:

Sensori per gli ambienti più difficili

I ricercatori del progetto MATINOES, finanziato dall'UE, hanno studiato lo sviluppo di sensori rapidi e affidabili per i processi di produzione biotecnologica. È stata posta particolare attenzione ai sensori ottici per il monitoraggio di ambienti di reazione difficili.

Tecnologie industriali

Le fibre ottiche vengono usate per trasmettere la radiazione elettromagnetica dalla regione da rilevare che è a diretto contatto con il campione sotto analisi. Sono tutti importanti i reagenti immobilizzati nel materiale di rivestimento che contribuiscono a misurare i cambiamenti chimici sotto studio. Il consorzio MATINOES ha sviluppato rivestimenti sensibili per sensori ottici intrinseci ed estrinseci basati sugli enzimi. La base chimica per il nuovo materiale di rivestimento era un polimero ibrido organico-inorganico. I suoi vari componenti offrono diverse opzioni durante la progettazione finale dei sensori. L'integrazione degli enzimi per la catalisi delle reazioni ossidanti richiedeva determinate caratteristiche di progettazione biochimica. È possibile ottenere una prima rigenerazione rapida della pellicola con la luce ultravioletta e non con il calore, per prevenire la denaturazione degli enzimi. Inoltre, i gruppi idrofili sono stati incorporati nel polimero dato che le soluzioni degli enzimi sono a base acquosa. In secondo luogo, il rilevamento da parte del sensore dei reagenti si basa sul consumo di ossigeno. Nel rivestimento sono quindi stati integrati i complessi di rutenio per misurare questo processo. Inoltre, i gruppi idrofili inclusi facilitano la migrazione di ossigeno, aumentando la sensibilità al gas. La gamma di materiali di rivestimento che si possono ottenere da composti iniziali offre due possibilità per la costituzione finale del sensore. Quest'ultimo è stato costruito come struttura mono o doppio strato. Nel doppio strato, il rivestimento principale contiene il complesso di rutenio e lo strato secondario comprende l'enzima. Lo strato singolo contiene il sensore di ossigeno e l'enzima. I sensori ottici sviluppati si possono usare per ottenere un monitoraggio continuo in tempo reale in molte scienze analitiche diverse. Il rilevamento dell'inquinamento, i processi biotecnologici, l'analisi dell'acqua, la chimica clinica e le tecniche mediche invasive sono tutti settori che trarranno vantaggio dai progressi in questa tecnologia.

Scopri altri articoli nello stesso settore di applicazione