DepEST

Deposition by Electro Spray Technique

Mattea Carmen Castrovilli  -

 
 
 
 
 
 
 
 
La tecnica di ionizzazione elettrospray (ESI), consente di portare grandi molecole organiche in fase gassosa, grazie alla sua capacità di generare spray di particelle cariche monodisperse che possono essere anche depositate, producendo così  pellicole di rivestimento sottili e uniformi. La tecnica ESI si basa sull'uso di una soluzione a bassa concentrazione della molecola di interesse che scorre all’interno di un piccolo capillare tenuto ad alta tensione (tipicamente alcuni kV) rispetto a un controelettrodo collegato a massa posto a alcuni mm di distanza. Sulla punta del capillare, la tensione superficiale del liquido compete con l'effetto del campo elettrico e forma il cosiddetto "cono di Taylor", all'interno del quale l'esplosione Coulombiana crea uno spray di goccioline cariche. La dimensione delle goccioline, che possono essere piccole fino a pochi nanometri, continua a diminuire man mano che il solvente evapora e, alla fine, si forma un gas di ioni molecolari.
Questo approccio fornisce un'efficace rimozione del solvente e ha il vantaggio che la deposizione può essere effettuata a pressione ambiente o in atmosfera controllata, con una significativa riduzione dei costi e dei tempi del processo rispetto alle deposizioni in vuoto. Quindi potrebbe essere facilmente automatizzato e applicato su larga scala.
 
 

SPECIFICHE TECNICHE

  • Pompa Harvard Apparatus 11 elite
  • Siringa Hamilton 250 μl Gastight 1725
  • Capillare in silice lungo 50 cm e diametro interno 250 μm (Agilent Technologies)
  • Il sistema è attualmente dotato di ago in acciaio a punta piatta: lunghezza 2 cm e diametro interno 100 μm (azienda Vita Needles) variabile in base alle esigenze
  • 6x16 mm 10° monoculare (SPECWELL) accoppiato a una fotocamera digitale BRESSER MikrOkular Full HD
  • Due alimentatori NIM ad alta tensione (6 kV) per cono e ago (ORTEC, Mod 7716)
  • Sorgente luminosa a LED
  • Supporto per posizionamento di screen printed electrode, SPE.
  • Cono di messa a fuoco in acciaio di grandezza variabile in base alle esigenze.
  • Potenziostato PalmSens®4 (Palm Instrument, The Netherlands) per misure elettrochimiche su biosensori.
  • La superficie su cui depositare deve essere conduttiva.

TECNICHE DISPONIBILI

  • Deposizione di specie bioattive su superfici per la produzione di biosensori
  • La deposizione è stata già testata sui seguenti materiali: oro, argento, alluminio, metallo, acciaio inossidabile, grafite, carbonio, carbon black, ito e vetro conduttivo.
  • Per la funzionalizzazione sono preferibili superfici piatte e spesse qualche millimetro.
  • Spot di deposizione massimo attualmente disponibile: deposito circolare di 2 cm di diametro (è possibile apportare modifiche per soddisfare differenti esigenze).
  • Spot di deposizione minimo attualmente disponibile: deposito circolare di 3,5 mm di diametro (è possibile apportare modifiche per soddisfare le differenti esigenze).
  • Tutte le dimensioni intermedie tra 6,0 mm e 3,5 mm sono disponibili per la produzione di depositi di forma circolare.
 

CAMPIONI

  • Enzimi / proteine / plasmidi / DNA / anticorpi preferibilmente resistenti in ambienti contenenti solventi organici come metanolo o etanolo e/o agenti protonanti.
  • Nanoparticelle (da testare)
 

UTILIZZATO PER

  • catalisi
  • produzione di film sottili
  • produzione di biosensori
  • formazione di strati di ceramica semiconduttiva come pellicole di ossido di metallo
  • modifica delle superfici di silicio con strati di peptidi per migliorare l'adesione delle cellule viventi
  • preparazione di campioni di DNA e proteine per la scansione al TEM
  • rivestimenti biocompatibili per dispositivi medici
  • scaffold biocompatibili per l’ingegneria tissutale
  • produzione di superfici con rivestimenti di nanoparticelle
 
 

ESEMPI APPLICATIVI

La deposizione ElettroSpray (ESD) è stata applicata come una nuova tecnica per l'immobilizzazione dell'enzima laccasi su elettrodi serigrafati modificati con nano particelle di carbonblack. E’ stato fabbricato un biosensore amperometrico per il rilevamento di inquinanti fenolici nelle acque. Gli elettrodi prodotti tramite ESD hanno dimostrato che questa tecnica di immobilizzazione è adatta per produrre biosensori ad alte prestazioni. I risultati mostrano che la laccasi mantiene la sua attività enzimatica dopo aver subito il processo di elettrospray e la deposizione. Il biosensore fabbricato mostra prestazioni migliorate rispetto ad altri biosensori della stessa categoria in termini di conservazione (fino a 3 mesi a temperatura ambiente) e stabilità di funzionamento (fino a 25 misurazioni sullo stesso elettrodo).

 
 
 
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