Cientistas desenvolvem novo sensor de ácido láctico sem bateria
O eletrodo Gii-Sens. Crédito:Grafeno Integrado Cientistas de Bath introduziram um sensor inovador baseado em carbono para detectar níveis de ácido láctico na saliva – evitando a necessidade de uma fonte de energia elétrica.
Os pesquisadores, trabalhando em colaboração com o parceiro industrial, Integrated Graphene, criaram um novo tipo de quimiossensor (demonstrado para detecção de ácido láctico) que funciona com eletricidade, mas sem a necessidade de eletrodos de referência ou bateria. O novo design oferece potencialmente menor custo, melhor prazo de validade e facilidade de miniaturização em comparação com sensores baseados em enzimas.
Foi comprovado que o sensor detecta ácido láctico, um subproduto gerado pelo corpo quando ele metaboliza carboidratos ou glicose como combustível, por exemplo, durante o exercício. Altos níveis de ácido láctico estão associados a maiores riscos de cair inconsciente ou entrar em coma e falência grave de órgãos.
Isso abre a possibilidade de um sensor fácil de usar em locais remotos, como uma pista de atletismo, sem a necessidade de equipamento de detecção alimentado por eletricidade.
Atualmente, o ácido láctico é frequentemente medido com um teste enzimático, que tem uma vida útil limitada e requer equipamento de detecção alimentado por bateria. O novo tipo de quimiossensor, detalhado em artigo publicado na ACS Sensors , em vez disso, mede o ácido láctico com um método químico usando uma superfície de eletrodo de espuma de grafeno.
Referenciado como “Espuma de Grafeno” no artigo, Gii-Sens, a tecnologia que sustenta o quimiossensor, é um eletrodo produzido pelo Grafeno Integrado. Gii-Sens incorpora Gii, uma nanoestrutura de carbono 3D pura e porosa que oferece baixo custo e evita o uso de metais nobres insustentáveis como o ouro.
Quando o lactato se liga ao sensor, causa uma mudança no sinal elétrico – ou capacitância quântica – da espuma de carbono. A espuma detecta, portanto, baixos níveis de ácido láctico sem consumi-lo, medindo as alterações na carga elétrica do Gii, permitindo o monitoramento das alterações nos níveis. Por ser um sensor químico e não baseado em enzima, tem custo potencialmente menor, melhor prazo de validade e facilidade de miniaturização.
O professor Frank Marken, principal autor do estudo na Universidade de Bath, disse:"Assim como o seu cartão de crédito sem contato não precisa de uma fonte de energia externa para funcionar porque a proximidade do leitor de cartão é suficiente para alimentá-lo - de uma forma semelhante Dessa forma, esse sensor poderia criar uma corrente elétrica pequena e mensurável quando o lactato se liga a ele."
"Este sensor, usando a tecnologia Gii-Sens, aborda algumas das principais limitações dos testes atuais de enzimas de ácido láctico sem fio", disse o professor Marken, "Ele permitirá um sensor operado de forma mais simples - abrindo o potencial para testes mais regulares, rastreamento menos invasivo e mais confiável do ácido láctico, mesmo durante o desempenho do atleta."
Os testes de ácido láctico têm diversas aplicações importantes. Nos esportes profissionais, o ácido láctico é testado para avaliar a resposta do atleta a diferentes intensidades e regimes de treinamento. Ao rastrear sem fio e subsequentemente melhorar a capacidade do corpo de transportar e utilizar o lactato, os atletas pretendem melhorar a sua resistência e recuperação.
Também é usado em cuidados médicos para monitorar problemas cardíacos, como infartos do miocárdio, fibrilação atrial e aterosclerose. Isso é útil porque níveis elevados de ácido láctico podem reduzir a capacidade de contração do coração e dos vasos sanguíneos, afetando a hemodinâmica para o funcionamento regular.
Jean-Christophe Granier, CEO da Integrated Graphene, comentou:“Este desenvolvimento é outro caso de uso claro do Gii-Sens sendo integrado a produtos de detecção e oferecendo aplicabilidade versátil.
"Os resultados dos testes do pesquisador usando nosso eletrodo Gii-Sens abrem a possibilidade de um monitoramento de saúde mais acessível e confiável em ambientes remotos e estamos ansiosos para colocar nosso eletrodo altamente sensível Gii-Sens no centro de inovações mais revolucionárias no ponto de atendimento mercado de diagnóstico."
