Progettazione, stampa e caratterizzazione di sensori per il monitoraggio dell'attività cellulare tramite analisi d'impedenza.

A partire dagli anni Cinquanta del secolo scorso vi è stato un enorme sviluppo dei biosensori per il monitoraggio cellulare, ed in particolare i microelectrode arrays (MEAs) hanno riscosso grande successo in anni recenti per la flessibilità delle applicazioni in cui possono essere impiegati. Applicati sia in vitro che in vivo, il loro utilizzo ha portato un contributo non indifferente a discipline come l’elettrofisiologia, la medicina e la biologia, permettendo di approfondire le dinamiche e il comportamento delle cellule appartenenti a colture cellulari, di studiare non invasivamente l’evoluzione e l’attività della singola cellula (in vitro) e di proporre nuove tecnologie di monitoraggio, ma anche tentativi di trattamento, delle patologie più disparate (in vivo). In questo elaborato, dopo un’iniziale infarinatura sui MEAs in cui verranno presentate struttura, tecniche di utilizzo, principali metodologie di fabbricazione e design più utilizzati, verranno trattati i sensori che sfruttano la tecnica dell’analisi d’impedenza (EIS o ECIS) e il monitoraggio del potenziale d’azione con geometria monopolare. Verrà a questo proposito esposto un caso pratico di progettazione, realizzazione e caratterizzazione di un MEA multi-purpose per la misura di impedenza di una singola cellula, evidenziando in particolare le scelte fatte per quanto riguarda la geometria, la metodologia di stampa, i materiali utilizzati e le prove di verifica svolte in laboratorio per la caratterizzazione ottica, elettrica ed elettrofisiologica del biosensore realizzato, grazie anche all’ausilio di un analizzatore d’impedenza.