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Electrochemical sensors offer transformative potential for clinical diagnostics. This Ph.D. thesis explores the synthesis and application of advanced nanomaterials, specifically MXenes and nanostructured metal oxides, to enhance the sensitivity and selectivity of biosensing platforms.
The research presents the development of four distinct electrochemical devices, including aptasensors, immunosensors, and non-enzymatic sensors. Each material was rigorously characterized to optimize its physico-chemical properties for sensor integration. These platforms were successfully applied to detect biomarkers for chronic kidney disease (urea, creatinine, and cystatin C) and melanoma (MCAM), demonstrating high reliability in both standard solutions and complex biological samples.
The thesis further investigates the technical challenges of printing and integrating MXenes and metal oxides as active materials. By addressing these manufacturing hurdles, the work provides a foundation for the sustainable, large-scale production of high-performance diagnostic tools.

I sensori elettrochimici rappresentano una risorsa fondamentale per l’evoluzione della diagnostica clinica. Questa tesi di dottorato descrive la sintesi, la caratterizzazione e l'integrazione di nanomateriali innovativi, nello specifico MXeni e ossidi metallici nanostrutturati, per il potenziamento di piattaforme biosensoristiche.
Il lavoro si articola nello sviluppo di diversi dispositivi: aptasensori, immunosensori e sensori non-enzimatici. Ogni materiale prodotto è stato analizzato dal punto di vista chimico-fisico per massimizzare le performance analitiche. I sensori sono stati validati attraverso la rilevazione di biomarcatori critici per le malattie renali croniche (urea, creatinina, cistatina C) e per il melanoma (MCAM), testandoli sia in soluzioni standard che in matrici biologiche reali.
Infine, la ricerca affronta le sfide tecnologiche relative alla stampa e all'integrazione di questi materiali attivi, delineando percorsi verso una produzione su larga scala che sia sostenibile e scalabile, in linea con le moderne esigenze dell'industria biomedicale.