无电池供电的碳基传感器，可用于检测唾液中的乳酸含量
2024-06-09 16:38:45 来源：麦姆斯咨询 评论：0 点击：
巴斯大学研究人员与产业界合作伙伴Integrated Graphene公司合作，构建了这种新型化学传感器（验证了乳酸传感能力），它无需参比电极或电池供电。与基于酶的传感器相比，这种新设计成本更低、保质期更长，而且易于微型化。
据麦姆斯咨询报道，近期，英国巴斯大学（University of Bath）的科学家们开发出了一种无需电池供电的突破性碳基传感器，可用于检测唾液中的乳酸含量。
巴斯大学研究人员与产业界合作伙伴Integrated Graphene公司合作，构建了这种新型化学传感器（验证了乳酸传感能力），它无需参比电极或电池供电。与基于酶的传感器相比，这种新设计成本更低、保质期更长，而且易于微型化。
乳酸是人体在运动等情况下代谢碳水化合物或葡萄糖时产生的一种副产物。高水平的乳酸与昏迷以及主要器官衰竭的高风险有关。
目前，乳酸通常通过酶检测来测量，但酶检测的保质期有限，而且需要电池供电的传感设备。这项研究成果为偏僻地区的乳酸检测提供了可能，并且无需电力驱动的传感设备。
研究人员将这项研究成果发表于ACS Sensors期刊，论文详细介绍了这种新型化学传感器，它利用“石墨烯泡沫”电极表面的化学方法测量乳酸。
论文中提到的石墨烯泡沫，即该化学传感器的基础技术“Gii-Sens”，是Integrated Graphene公司生产的一种电极。Gii-Sens采用了纯净、多孔的三维碳纳米结构Gii，不仅成本低，而且避免了使用金等不可持续的贵金属。
当乳酸与传感器结合时，会导致石墨烯泡沫的电信号或量子电容发生变化。因此，通过测量Gii的电荷变化来检测低浓度的乳酸，从而监测乳酸浓度的变化。由于它是一种化学传感器，而不是基于酶的传感器，因此有望成本更低、保质期更长，而且易于微型化。
这项研究的第一作者、巴斯大学Frank Marken教授说：“就像芯片式信用卡不需要外接电源就能使用一样，靠近读卡器就足以为它供电。”
Frank Marken教授说：“这种采用Gii-Sens技术的传感器解决了目前非无线乳酸酶检测的一些主要局限。它可以实现更简单的传感操作，从而为更常规、侵入性更小、更可靠的乳酸跟踪开辟了可能，甚至在运动期间也能正常工作。”
乳酸检测有许多重要用途。在专业运动中，乳酸检测可用于评估运动员对不同强度和训练方法的反应。通过无线跟踪并随后改善人体运输和利用乳酸的能力，运动员可以提高耐力和恢复能力。
在医疗保健领域，它还能用于跟踪心肌梗塞、房颤和动脉粥样硬化等心脏疾病。这非常有用，因为乳酸水平升高会降低心脏和血管的收缩能力，影响血液动力学的正常功能。
Integrated Graphene公司首席执行官Jean-Christophe Granier评价说：“这项开发是Gii-Sens集成到传感产品中的又一突出应用案例，证明它们具有广泛的适用性。研究人员使用我们的Gii-Sens电极进行检测的结果为在远程环境进行更方便、更可靠的健康监测提供了可能，我们期待高灵敏Gii-Sens电极能够在即时诊断市场支持更多突破性的创新。”
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