Sviluppo di nuovi sensori colorimetrici ed elettrochimici per applicazioni analitiche

In this thesis, the results obtained during the Ph.D. project titled “Development of new tailored devices for analytical applications” are reported. The aim of the project was the development of optical and electrochemical sensors for environmental and food applications. During these three years, colorimetric sensors were realized, and as examples, two kinds of Paper-based Analytical devices (PADs) for determining the acidity of commercial drinks or Pd2+ in natural waters were described. In all cases, chemometric tools were applied for the data treatment. Furthermore, electrochemical sensors based on screen-printed cells were proposed. Sensors for Glyphosate and Fe3+ were developed by modifying the gold working electrode of the screen-printed cells with proper self-assembled monolayers. Sensors for MCPA, Atrazine, Irbesartan and Ascorbic acid were obtained by modifying the surface of the graphite working electrode of the screen-printed cells with molecularly imprinted polymers (acrylic-based or electro-synthesized). Multivariate techniques were applied for data treatment when necessary.

In questo lavoro di tesi sono riportati per esteso tutti i risultati ottenuti nel progetto di dottorato dal titolo “Development of new tailored devices for analytical applications”. Lo scopo del progetto era di sviluppare sensori ottici ed elettrochimici per la determinazione di analiti di interesse ambientale e alimentare. Durante i tre anni di dottorato sono stati sviluppati sensori colorimetrici di vario tipo e, a titolo d’esempio sono stati descritti in questa tesi due dispositivi a base di carta da filtro (Paper-based Analytiical devices, PADs) per la determinazione dell’acidità di bibite commerciali e per la determinazione del Pd2+ in acque naturali. In tutti i casi per il trattamento dei dati sono state applicate tecniche chemiometriche. Inoltre sono stati sviluppati dei sensori elettrochimici basati sull’utilizzo di celle elettrochimiche stampate. Sono stati sviluppati due sensori per il Glifosato e il Fe3+ modificando la superficie degli elettrodi di lavoro d’oro con opportuni monostrati di tioli (self assembled monolayers, SAM). Sensori per la determinazione di MCPA, Atrazina, Irbesartan e Acido ascorbico sono stati ottenuti modificando la superficie dell’elettrodo di lavoro in grafite con polimeri a stampo molecolare (acrilici o elettropolimerizzati). Quando necessario sono state applicate tecniche multivariate di analisi dati.