Sensore colorimetrico in fase solida, usa e getta, per la determinazione di solfuri e tioli

In this thesis, a disposable colorimetric sensor for sulphides and thiols is prepared by immobilization, on a solid support Ellman's reagent, ie 5,5'-dithio-bis- (2-nitrobenzoic acid), a versatile compound known for the quantification of free sulfhydryl groups. As a solid phase, a small crop of color catchers was used, distributed in Italy by Gray, partner of the Henkel company. In aqueous solution Ellman's reagent produces a measurable yellow product when it reacts with sulphidyl; consequently, this reagent is very useful as a receptor in sulfhydryl sensors due to its specificity for -SH groups. The objective of this thesis is the development of a simple and economical device for the detection of sulphides, hydrogen sulfide and cysteine, in aqueous media. The device, hereinafter referred to as Ell-AC @, showed a good absorption capacity for all the analytes studied and did not release the ligand in aqueous solution. A portion of the acidified color catcher is balanced with 10 mL of Ellm 0.1 mM reagent solution for 3 hours, at room temperature (if below 30 ° C), shaking gently on a stirring plate. After washing with MilliQ water, Ell-AC @ is ready for use. The prepared device takes on a yellow color when it comes into contact with sulphides and thiols; the intensity of the color may be related to the concentration of the analyte. The time required to reach equilibrium with the active sites of the solid phase, for the sulfhydryl compounds analyzed here, is short, being about 3-5 minutes. After equilibration, UV-vis spectra and Ell-AC @ photographs are recorded. For the treatment of the data a chemiometric instrument is used: the partial square PLS minimal analysis, is a multivariate regression technique, has been applied to find the most suitable model able to correlate the spectra (or RGB) of Ell-AC @ with analyte concentrations. To evaluate the predictive capacity of this model, some real samples were used as test sets. For this purpose, different samples of groundwater are analyzed. We have decided to perform sampling within the province of Pavia. The concentration of groundwater in these samples is in fairly good agreement with the values ​​obtained from iodometric titration, which is the standard method for the determination of sulphides in water, so the PLS model discreetly predicts the sulfur content. As another application of the Ell-AC @ sensor, we applied it to dose the content of cysteine ​​in food and supplements for hair and nails. In particular the egg white and the supplement "Biofoltil® Forte (Equilibra)" are tested. Thanks to the rather good results obtained, it can be concluded that the Ell-AC @ sensor is promising for the determination of sulphides and thiols in aqueous samples.

In questa tesi, un sensore colorimetrico usa e getta per solfuri e tioli viene preparato mediante immobilizzazione, su un supporto solido il reagente di Ellman, cioè 5,5'-ditio-bis- (acido 2-nitrobenzoico), un composto versatile noto per la quantificazione gruppi solfidrilici liberi. Come fase solida è stata utilizzata un piccolo ritaglio di acchiappacolore distribuito in Italia da Gray, partner della società Henkel. In soluzione acquosa il reagente di Ellman produce un prodotto di colore giallo misurabile quando reagisce con i sulfidrili; di conseguenza, questo reagente è molto utile come recettore nei sensori sulfidrilici a causa della sua specificità per i gruppi -SH. L'obiettivo di questa tesi è lo sviluppo di un dispositivo semplice ed economico per il rilevamento di solfuri, idrogeno solforato e cisteina, in mezzi acquosi. Il dispositivo, qui di seguito indicato come Ell-AC @, ha mostrato una buona capacità di assorbimento per tutti gli analiti studiati e non ha rilasciato il ligando in soluzione acquosa. Una porzione del acchiappacolore acidificato viene equilibrata con 10 mL di soluzione di reagente di Ellm 0,1 mM per 3 ore, a temperatura ambiente (se inferiore a 30 ° C), agitando delicatamente su una piastra di agitazione. Dopo il lavaggio con acqua MilliQ, Ell-AC @ è pronto per l'uso. Il dispositivo preparato assume un colore giallo quando viene a contatto con solfuri e tioli; l'intensità del colore può essere correlata alla concentrazione dell'analita. Il tempo richiesto per raggiungere l'equilibrio con i siti attivi della fase solida, per i composti sulfidrili qui analizzati, è breve, essendo di circa 3-5 minuti. Dopo l'equilibrazione, vengono registrati gli spettri UV-vis e le fotografie di Ell-AC @. Per il trattamento dei dati si usa uno strumento chemiometrico: l'analisi PLS minima quadrata parziale, è una tecnica di regressione multivariata, è stata applicata per trovare il modello più adatto in grado di correlare gli spettri (o RGB) di Ell-AC @ con le concentrazioni dell'analita. Per valutare anche la capacità predittiva di questo modello, sono stati utilizzati alcuni campioni reali come set di test. A questo scopo, vengono analizzati diversi campioni di acque sotterranee. Abbiamo deciso di eseguire il campionamento all'interno della provincia di Pavia. La concentrazione di acque sotterranee in questi campioni è in discreto accordo con i valori ottenuti dalla titolazione iodometrica, che è il metodo standard per la determinazione dei solfuri nelle acque, quindi il modello PLS predice discretamente il contenuto di zolfo. Come un'altra applicazione del sensore Ell-AC @, l'abbiamo applicata per dosare il contenuto di cisteina nel cibo e integratori per capelli e unghie. In particolare l'albume e l'integratore "Biofoltil® Forte (Equilibra)" sono testati. Grazie ai risultati piuttosto buoni ottenuti, si può concludere che il sensore Ell-AC @ è promettente per la determinazione di solfuri e tioli in campioni acquosi.