ELECTROCHEMICAL DETECTION OF DOPAMINE BASED ON A PVA/PEDOT:PSS THIN FILM ELECTRODE

This project was carried out in the labs of EEBE (Barcelona East School of Engineering) of UPC (Polytechnic University of Catalonia) as part of the Erasmus project. The aim of this study is fabricating a biosensor for the electrochemical sensing of dopamine using an all-organic system consisting of 3D printed polylactic acid (PLA), poly(3,4-ethylenedioxythiophene) polystyrene sulfonate (PEDOT:PSS) tracks, and poly(vinyl alcohol) (PVA)-PEDOT:PSS thin film electrode. In this project, a 3D printed PLA track has been used as a substrate on top of which two different structures have been engineered through drop casting: first a conductive track of PEDOT:PSS and then the actual TFE, based on PVA and PEDOT:PSS. The electroactivity of the final device has been tested through electrochemical techniques: cyclic voltammetry (CV) and electrochemical impedance spectroscopy (EIS) and was improved through electropolymerization. In addition, the sensing properties of the device have been proven effective in the electrochemical detection of dopamine. The main three objectives of this work were: the optimization of the PEDOT:PSS track thickness; the study of the effects of electropolymerization on the TFE electroactivity; the determination of the sensing properties of the system to specific biomolecules. The relevance of the object of this study lies in the employment of a system that is all-organic and in the electrochemical detection of dopamine.

Questo progetto è stato realizzato nei laboratori dell'EEBE (Barcelona East School of Engineering) dell'UPC (Polytechnic University of Catalonia) nell'ambito del programma Erasmus+. Lo scopo di questo studio è la fabbricazione di un biosensore per il rilevamento elettrochimico della dopamina utilizzando un sistema completamente organico costituito da: un substrato di acido polilattico (PLA); uno strato conduttivo di poli(3,4-etilenediossitiofene) drogato con poli(stirene sulfonato) (PEDOT:PSS); un elettrodo a film sottile di alcol polivinilico (PVA) e PEDOT:PSS. In questo progetto, il PLA è stato impiegato per realizzare un substrato tramite stampante 3D. Su tale substrato sono state ingegnerizzate due diverse strutture tramite drop casting: uno strato conduttivo di PEDOT:PSS e un elettrodo a film sottile (TFE), basato su PVA e PEDOT:PSS. L'elettroattività del dispositivo finale è stata testata attraverso tecniche elettrochimiche: voltammetria ciclica (CV) e spettroscopia di impedenza elettrochimica (EIS) ed è stata migliorata attraverso la tecnica dell’elettropolimerizzazione. Inoltre, il biosensore si è dimostrato efficace nel rilevamento elettrochimico della dopamina. I tre obiettivi principali di questo studio sono stati: l'ottimizzazione dello spessore dello strato conduttivo di PEDOT:PSS; lo studio degli effetti dell'elettropolimerizzazione sull'elettroattività del TFE; la determinazione delle proprietà di rilevamento del sistema a specifiche biomolecole. L’importanza di questo studio risiede nell'impiego di un sistema completamente organico e nella rilevazione elettrochimica della dopamina.