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PROGRAMMA DI RICERCA 2004

italiano - english
Unità di Ricerca
Programmi di ricerca simili:
Classificazione scientifico-disciplinare
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Classificazione geografica
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Parole Chiave
CHIMICA ELETTROANALITICA; SENSORI; ELETTRODI MODIFICATI; MICROELETTRODI; ARRAY MICROELETTRODI/NANOELETTRODI; MATRICI ALIMENTARI; CHEMIOMETRIA; LINGUA ELETTRONICA; NASO ELETTRONICO

Progettazione, caratterizzazione ed applicazioni analitiche di sensori elettrochimici innovativi

Università degli Studi di Modena e Reggio Emilia
Abstract
Il Progetto raccoglie otto Unità di Ricerca tra le quali sono da tempo attive collaborazioni nel settore della Chimica Elettroanalitica. Lo scopo è di convogliare le diverse forze verso la definizione di nuovi sistemi sensoristici elettrochimici per l'analisi di specie di interesse nel settore della chimica degli alimenti e per l'analisi in situ di matrici alimentari. I sensori messi a punto , consistenti in elettrodi modificati, saranno soprattutto amperometrici, ma attenzione sarà anche rivolta a quelli potenziometrici. I modificanti saranno polimeri scambiatori ionici, redox o conduttori, ricoprimenti permselettivi, self assembled monolayer, polielettroliti multistrato, nanotubi di carbonio, ossidi metallici e nanoparticelle metalliche, tal quali o inglobati in polimeri conduttori. Alcuni di questi ricoprimenti si presteranno all'ancoraggio di enzimi all'elettrodo; questo costituisce un moderno approccio alla messa a punto di efficienti biosensori.
I nuovi sensori verranno caratterizzati, per tutti gli aspetti necessari a definirne i principi di funzionamento, utilizzando la gamma molto vasta di tecniche disponibili ai vari gruppi coinvolti. Accanto alle tecniche elettrochimiche, più o meno convenzionali, saranno impiegate anche sofisticate tecniche spettroscopiche e di definizione della morfologia di superfici, spesso abbinando misurazione spettroscopica o morfologica a misurazione elettrochimica. Dopo una prima messa a punto con elettrodi convenzionali, i >>>

Coordinatore Scientifico del Programma di Ricerca
Renato SEEBER Università degli Studi di MODENA e REGGIO EMILIA
Obiettivo del Programma di Ricerca
Il Progetto di Ricerca aggrega un numero consistente di Unità di Ricerca che operano nel settore della Chimica Elettroanalitica. In particolare, sono coinvolte Unità di Ricerca che hanno sempre riservato ampio spazio, all'interno della propria attività, alla caratterizzazione del sistema analitico in tutti i suoi possibili aspetti, non solo alla messa a punto di metodologie analitiche nell'accezione più stretta del termine. Ciò significa studiare il modo in cui un sistema 'funziona' e non solo definire le condizioni ed i limiti entro i quali 'funziona'. Inoltre, è sempre stata data particolare attenzione alla messa a punto di nuovi dispositivi, basati su nuovi materiali e su nuove tecnologie. I gruppi si sono quindi interfacciati da un lato con chimici inorganici ed organici, dall'altro con fisici e con ingegneri.
Partendo dai presupposti di fattibilità suggeriti dalla composizione e dalle competenze delle Unità di Ricerca che vi partecipano, il Progetto mira alla messa a punto di nuovi sensori elettrochimici, soprattutto amperometrici, ma anche potenziometrici, alla loro caratterizzazione strutturale e morfologica, alla comprensione dei principi di funzionamento, alla valutazione delle loro prestazioni. La loro progettazione e realizzazione sarà mirata all'utilizzo nei confronti di analiti di interesse nel settore alimentare e direttamente nelle matrici alimentari. Potranno essere considerati alimenti liquidi, ma anche semisolidi. I sensori saranno di due tipi >>>

Risultati parziali attesi
Questa prima fase dovrà portare ad una formulazione precisa di sistemi a rilevazione specifica. Essa dovrà preludere, a sua volta, al completamento della caratterizzazione dei sensori messi a punto ed a loro applicazioni in matrici sintetiche e naturali. Si terrà ancor più precisamente presente, da questo momento, che l'obiettivo finale sarà costituito dallo studio di varie matrici alimentari liquide o semisolide: dal latte ai succhi di frutta, dalle bevande alcooliche ai formaggi più 'giovani', al miele. Gli analiti considerati, visti i tipi di alimenti scelti, saranno anche additivi quali coloranti, antiossidanti, conservanti, così come alcune tossine, in particolare micotossine.
Le prove eseguite con singoli elettrodi su matrici sintetiche dovranno portare ad una prima, peraltro decisa, indicazione sulla natura dei sistemi elettrodici che saranno proponibili in una batteria per la messa a punto di una lingua artificiale. Si deve altresì notare come potrà essere necessario, almeno in una prima fase, non puntare ad una singola lingua artificiale, ma ad individuare diversi ensemble che possano essere i più adatti in diverse situazioni. Solo nello stadio finale potrà uscire il miglior compromesso.
Dal punto di vista chemiometrico, saranno identificate le condizioni sperimentali ottimali per ottenere dai sensori impiegati risposte quanto più possibile informative e, contemporaneamente, saranno valutati gli algoritmi più promettenti per la creazione di modelli >>>

Durata
24 mesi
Base di partenza scientifica nazionale o internazionale
Negli ultimi anni le tecniche elettrochimiche di analisi hanno nuovamente attirato una grossa parte dell'attenzione che era stata loro rivolta nei primi due decenni dopo la Seconda Guerra Mondiale, e che era venuta progressivamente a calare. Ciò era accaduto per molteplici ragioni, che hanno tratto principalmente origine dal forte incremento delle potenzialità di vecchie e nuove tecniche spettroscopiche e cromatografiche di analisi: si è innescato per queste un circolo virtuoso che ha portato le ditte costruttrici a computerizzare efficientemente la gestione delle misurazioni e sviluppare software per la trattazione dei segnali ottenuti, rendendo quindi accattivante e user-friendly il loro utilizzo. Inoltre, la diffusione stessa delle apparecchiature spettroscopiche e cromatografiche ha consentito un forte abbattimento dei costi. D'altro canto, anche in considerazione dell'evoluzione strumentale di queste tecniche, l'approccio di un operatore alle tecniche elettrochimiche è diventato comparabilmente più difficile e circospetto, l'attenzione e gli investimenti delle ditte costruttrici di tali strumentazioni non hanno potuto essere competitivi. Come conclusione, difficilmente chi necessitava di determinazioni analitiche faceva ricorso a metodologie elettrochimiche.
In tempi più recenti, la disponibilità di strumentazione elettrochimica dotata di software adeguato ha permesso di accedere all'uso di tecniche elettroanalitiche anche a chi, nel passato, ne riteneva >>>