Studio elettroanalitico di tartrazina e Brillant Blue mediante elettrodi di glassy carbon funzionalizzati con micro- e nano-grafene

Synthetic dyes represent one of the most widely employed classes of industrial additives, and are extensively used in beverages, pharmaceutical preparations, personal care products, and many consumer goods owing to their intense coloration, low production cost, and high chemical stability. Among these dyes, Tartrazine (E102) and Brilliant Blue FCF (E133) are commonly used azoic and triphenylmethane chromophores, respectively. Their widespread use has produced increasing attention from regulatory authorities and analytical laboratories, not only to ensure compliance with legislative limits on food additives, but also in response to the growing awareness of potential health impacts associated with excessive or long-term exposure. Although both dyes are authorized in the European Union, their acceptable daily intake and maximum allowed concentrations in food matrices must be strictly controlled, and their quantification requires analytical methods showing high sensitivity, adequate selectivity, robustness against matrix effects and the ability to detect species that often coexist in complex samples. In this context, the need for fast, low-cost, and easily miniaturizable methods for routine quality control or on-site screening has stimulated increasing interest toward electrochemical approaches, which offer sensitive, selective, and instrumentally simple alternatives to established spectroscopic and chromatographic techniques. Electrochemical methods, particularly particular voltammetric techniques, allow the redox properties of analytes to be translated into quantitative electrical signals that support both qualitative identification and highly sensitive quantitative analysis. When combined with electrode surface modification strategies, especially those employing nanostructured carbon-based materials such as graphene, these techniques can achieve significantly enhanced analytical performance by improving electron transfer kinetics, increasing the electroactive surface area, and modulating adsorption processes at the electrode–solution interface. In this context, the development and characterization of glassy carbon electrodes functionalized with two distinct forms of graphene (micro graphene, MG, characterized by large, thin flakes with high lateral extension and nano graphene, NG, consisting of compact nanoplatelets) provides a valuable platform to investigate how the physicochemical properties of carbon nanomaterials can influence the electroanalytical detection of Tartrazine and Brilliant Blue.

I coloranti sintetici rappresentano una delle classi di additivi industriali più ampiamente utilizzate e sono impiegati in modo estensivo in bevande, preparazioni farmaceutiche, prodotti per la cura della persona e numerosi beni di consumo grazie alla loro intensa colorazione, al basso costo di produzione e all’elevata stabilità chimica. Tra questi coloranti, la Tartrazina (E102) e il Brilliant Blue FCF (E133) sono rispettivamente cromofori azoici e trifenilmetanici comunemente utilizzati. Il loro uso diffuso ha suscitato crescente attenzione da parte delle autorità regolatorie e dei laboratori analitici, non solo per garantire la conformità ai limiti legislativi sugli additivi alimentari, ma anche in risposta alla crescente consapevolezza dei potenziali effetti sulla salute associati a un’esposizione eccessiva o a lungo termine. Sebbene entrambi i coloranti siano autorizzati nell’Unione Europea, la loro dose giornaliera ammissibile e le concentrazioni massime consentite nelle matrici alimentari devono essere rigorosamente controllate, e la loro quantificazione richiede metodi analitici ad alta sensibilità, selettività adeguata, robustezza agli effetti di matrice e capacità di rilevare specie che spesso coesistono in campioni complessi. In questo contesto, la necessità di metodi rapidi, economici e facilmente miniaturizzabili per il controllo di qualità di routine o per lo screening in situ ha stimolato un crescente interesse verso gli approcci elettrochimici, che offrono alternative sensibili, selettive e strumentalmente semplici alle tecniche spettroscopiche e cromatografiche consolidate. Le tecniche elettrochimiche, in particolare quelle voltammetriche, permettono di tradurre le proprietà redox degli analiti in segnali elettrici quantitativi che supportano sia l’identificazione qualitativa sia un’analisi quantitativa altamente sensibile. Quando combinate con strategie di modificazione della superficie dell’elettrodo, soprattutto mediante materiali nanostrutturati a base di carbonio come il grafene, queste tecniche possono ottenere prestazioni analitiche significativamente migliorate grazie al potenziamento delle cinetiche di trasferimento elettronico, all’aumento dell’area elettroattiva e alla modulazione dei processi di adsorbimento all’interfaccia elettrodo–soluzione. In questo contesto, lo sviluppo e la caratterizzazione di elettrodi in vetro carbonio funzionalizzati con due forme distinte di grafene (micro-grafene, MG, caratterizzato da grandi e sottili lamelle ad ampia estensione laterale, e nano-grafene, NG, costituito da nanoplatelet compatti) offre una piattaforma preziosa per investigare come le proprietà chimico-fisiche dei nanomateriali carboniosi possano influenzare il rilevamento elettroanalitico di Tartrazina e Brilliant Blue.