Un naso elettronico per analisi chimiche che individua molecole di particolari patologie

Il recente sviluppo di semiconduttori organici, in grado di sostituire quelli convenzionali a base di silicio, ha consentito di costruire sensori elettronici per identificare un largo spettro di gas e composti organici volatili nell'aria. Il principio su cui funzionano questi «nasi elettronici» è la modifica delle proprietà elettriche del semiconduttore per effetto dell'interazione a livello molecolare con i vapori di una specifica sostanza: variando la struttura molecolare del materiale attivo nel sensore è possibile ottenere dispositivi in grado di valutare qualitativamente e quantitativamente in maniera selettiva una determinata sostanza volatile presente nell'ambiente. È anche possibile costruire, su substrati di dimensioni estremamente ridotte, una serie (array) di dispositivi con differenti materiali attivi per la rivelazione simultanea di più sostanze insieme. L'Unità di Bari dell'Istituto di Chimica dei Composti Organo-Metallici (ICCOM) del CNR, insieme al Dipartimento di Chimica dell'Università degli Studi di Bari e un ricercatore del Dipartimento di Ingegneria dell'Innovazione dell'Università del Salento, ha realizzato un dispositivo elettronico, un OTFT (Organic Thin Film Transistor), in grado di effettuare una discriminazione ancora più selettiva rispetto ai semplici sensori di gas. Il prototipo è in grado di rispondere in maniera differenziata ai vapori di due enantiomeri (molecole identiche in tutto e speculari) di una sostanza chirale volatile. Ciò è possibile perché il materiale semiconduttore, specificatamente sintetizzato per tale applicazione, contiene nella struttura molecolare singoli enantiomeri derivanti da semplici e poco costose molecole naturali (zuccheri e amminoacidi). Questi dispositivi presentano potenziali applicazioni in campo analitico: tra queste, ad esempio, la determinazione rapida della presenza di un eccesso di un enantiomero di una sostanza chirale rispetto all'altro in una miscela che li contiene entrambi, operazione che attualmente può essere effettuata con tecniche analitiche che richiedono una strumentazione costosa e tempi di analisi relativamente lunghi. Questo tipo di analisi è di notevole importanza nell'industria farmaceutica, considerando che l'attività di un farmaco è spesso correlata ad uno specifico enantiomero. Questi dispositivi potranno essere applicati nell'analisi clinica, per una determinazione rapida in fluidi biologici di specifiche molecole indicanti la presenza di particolari patologie.

Autori: L. Torsi, G. M. Farinola, F. Marinelli, M. C. Tanese, O. Hassan Omar, L. Valli, F. Babudri, F. Palmisano, P. G. Zambonin, e F. Naso

Titolo: A Sensitivity-Enhanced Field-Effect Chiral Sensor

Rivista: 412 Nature Materials

Anno: 2008

Riferimenti bibliografici: Vol. 7, May 2008