Los investigadores, en colaboración con el socio industrial Integrated Graphene, han creado un nuevo tipo de quimiosensor (demostrado para la detección de ácido láctico) que funciona con electricidad pero sin necesidad de electrodos de referencia ni energía de batería. El nuevo diseño ofrece potencialmente un costo más bajo, una mejor vida útil y facilidad de miniaturización en comparación con los sensores basados ​​en enzimas.

Se demostró que el sensor detecta ácido láctico, un subproducto generado por el cuerpo cuando metaboliza carbohidratos o glucosa como combustible, por ejemplo, durante el ejercicio. Los niveles altos de ácido láctico están relacionados con mayores riesgos de perder el conocimiento o entrar en coma e insuficiencia orgánica importante.

Esto abre la posibilidad de utilizar un sensor fácil de usar en ubicaciones remotas, como una pista de atletismo, sin la necesidad de equipos de detección alimentados por electricidad.

Actualmente, el ácido láctico se mide a menudo con una prueba enzimática, que tiene una vida útil limitada y requiere un equipo de detección alimentado por baterías. El nuevo tipo de quimiosensor, detallado en un artículo publicado en ACS Sensors , en su lugar mide el ácido láctico con un método químico utilizando una superficie de electrodo de espuma de grafeno.

Gii-Sens, la tecnología que sustenta el quimiosensor, denominada "espuma de grafeno" en el artículo, es un electrodo producido por Integrated Graphene. Gii-Sens incorpora Gii, una nanoestructura de carbono 3D pura y porosa que ofrece un bajo costo y evita el uso de metales nobles no sostenibles como el oro.

Cuando el lactato se une al sensor, provoca un cambio en la señal eléctrica (o capacitancia cuántica) de la espuma de carbono. Por lo tanto, la espuma detecta niveles bajos de ácido láctico sin consumirlo midiendo los cambios en la carga eléctrica de Gii, lo que permite monitorear los cambios en los niveles. Como se trata de un sensor químico en lugar de un sensor basado en enzimas, tiene un costo potencialmente menor, una mejor vida útil y facilidad de miniaturización.

El profesor Frank Marken, autor principal del estudio en la Universidad de Bath, dijo:"Así como su tarjeta de crédito sin contacto no necesita una fuente de energía externa para funcionar porque la proximidad del lector de tarjetas es suficiente para alimentarla, de manera similar De esta manera, este sensor podría crear una pequeña corriente eléctrica mensurable cuando el lactato se une a él."

"Este sensor, que utiliza la tecnología Gii-Sens, aborda algunas de las principales limitaciones de las pruebas de enzimas de ácido láctico actuales no inalámbricas", dijo el profesor Marken, "permitirá un sensor de funcionamiento más sencillo, abriendo la posibilidad de realizar pruebas más regulares y Seguimiento del ácido láctico menos invasivo y más fiable, incluso durante el rendimiento del atleta."

Las pruebas de ácido láctico tienen varias aplicaciones importantes. En los deportes profesionales, el ácido láctico se prueba para evaluar la respuesta del atleta a diferentes intensidades y regímenes de entrenamiento. Al rastrear de forma inalámbrica y mejorar posteriormente la capacidad del cuerpo para transportar y utilizar el lactato, los atletas buscan mejorar su resistencia y recuperación.

También se utiliza en atención médica para rastrear afecciones cardíacas como infartos de miocardio, fibrilación auricular y aterosclerosis. Esto es útil ya que los niveles elevados de ácido láctico pueden reducir la capacidad de contracción del corazón y los vasos sanguíneos, lo que afecta la hemodinámica para el funcionamiento normal.

Jean-Christophe Granier, director ejecutivo de Integrated Graphene, comentó:"Este desarrollo es otro caso de uso claro en el que Gii-Sens se integra en productos de detección y ofrece una aplicabilidad versátil.

"Los resultados de las pruebas del investigador utilizando nuestro electrodo Gii-Sens abren la posibilidad de un monitoreo de la salud más accesible y confiable en entornos remotos y esperamos colocar nuestro electrodo Gii-Sens altamente sensible en el centro de innovaciones más innovadoras en el punto de atención. mercado del diagnóstico."