Ученые из Бата представили революционный датчик на основе углерода для определения уровня молочной кислоты в слюне, что позволяет избежать необходимости в источнике электроэнергии.

Исследователи создали новый тип хемосенсора (продемонстрированный для определения молочной кислоты), который работает от электричества, но без необходимости использования эталонных электродов или батареи. Новый дизайн потенциально предлагает более низкую стоимость, лучший срок хранения и простоту миниатюризации по сравнению с датчиками на основе ферментов.

Было доказано, что датчик обнаруживает молочную кислоту — побочный продукт, вырабатываемый организмом при метаболизме углеводов или глюкозы в качестве топлива, например, во время физических упражнений. Высокий уровень молочной кислоты связан с более высоким риском потери сознания или комы и серьезной органной недостаточности.

Это открывает возможность использования простого в использовании датчика в удаленных местах, таких как легкоатлетическая дорожка, без необходимости использования сенсорного оборудования с электропитанием.

В настоящее время уровень молочной кислоты часто измеряют с помощью ферментного теста, который имеет ограниченный срок хранения и требует сенсорного оборудования с батарейным питанием. Новый тип хемосенсора вместо этого измеряет молочную кислоту химическим методом с использованием поверхности электрода из вспененного графена.

Технология Gii-Sens, лежащая в основе хемосенсора, представляет собой электрод. Gii-Sens включает в себя Gii, чистую пористую трехмерную углеродную наноструктуру, которая обеспечивает низкую стоимость и позволяет избежать использования неустойчивых благородных металлов, таких как золото.

Когда лактат связывается с датчиком, он вызывает изменение электрического сигнала или квантовой емкости углеродной пены. Таким образом, пена обнаруживает низкие уровни молочной кислоты, не потребляя ее, путем измерения изменений электрического заряда Gii, что позволяет отслеживать изменения уровней. Поскольку это химическое вещество, а не сенсор на основе ферментов, он потенциально имеет более низкую стоимость, лучший срок хранения и простоту миниатюризации.

Тесты на молочную кислоту имеют ряд важных применений. В профессиональном спорте молочная кислота тестируется для оценки реакции спортсмена на различную интенсивность и режимы тренировок. Путем беспроводного отслеживания и последующего улучшения способности организма транспортировать и использовать лактат спортсмены стремятся улучшить свою выносливость и восстановление.

Он также используется в медицине для отслеживания заболеваний сердца, таких как инфаркт миокарда, фибрилляция предсердий и атеросклероз. Это полезно, поскольку повышенный уровень молочной кислоты может снизить способность сердца и кровеносных сосудов сокращаться, влияя на гемодинамику и нарушение нормального функционирования.

Источник: ACS Sensors