پایش اسیدلاکتیک در بدن ورزشکاران با نانوحسگر بی‌نیاز از باتری

به گزارش ایسنا، دانشمندان دانشگاه بث، با همکاری شرکت اینتگریتدگرافن (Integrated Graphene) موفق به ساخت نوع جدیدی از حسگرهای شیمیایی شدند که می‌تواند اسیدلاکتیک را شناسایی کند. این حسگر  نیاز به الکترود مرجع یا باتری ندارد. این حسگر هزینه کمتری داشته و زمان نگهداری آن نیز بسیار طولانی‌تر از حسگرهای رایج است. همچنین نسبت به حسگرهای آنزیمی به سادگی قابل کوچک‌سازی است. این فناوری می‌تواند امکان استفاده از حسگر را برای جاهایی که دسترسی به فناوری سخت است، ساده‌تر کند.

این حسگر قادر به تشخیص اسید لاکتیک، یک محصول جانبی تولید شده توسط بدن هنگام متابولیزه کردن کربوهیدرات‌ها یا گلوکز، در حین ورزش است. مقادیر بالای اسید لاکتیک با خطر بی‌هوشی و رفتن به کما و همچنین از دست دادن اندام‌های بدن همراه است.

در حال حاضر، اسید لاکتیک اغلب با آزمایش آنزیمی اندازه‌گیری می‌شود که  ماندگاری محدودی داشته و به تجهیزات حسگری مبتنی بر باتری نیاز دارد. در عوض این نوع جدید شیمیایی حسگری اسید لاکتیک با یک روش شیمیایی کار می‌کند که در آن از یک الکترود فوم گرافنی استفاده می‌شود. محصول پرچمدار اینتگریتدگرافن، GII-Sens یک الکترود زیستی برای تشخیص بیماری در انسان است که از مواد حسگری سنتی بهتر است و باعث می‌شود آزمایش‌های مقرون به صرفه‌تر و قابل تکرار با حساسیت بسیار بالاتر توسعه یابند. این حسگر ۱۰ تا ۱۰۰ برابر بهتر از محصولات رایج عمل می‌کند و نتایج آزمایش را در مدت زمان چند دقیقه ارائه می‌دهد. کاربردهای دیگر این فناوری شامل کنترل کیفیت در صنعت تولید مواد غذایی و حسگرهای لاکتات پوشیدنی است که می‌تواند برای نظارت بر عملکرد ورزشکار در زمان واقعی استفاده شود. در این فناوری از الکترود گرافنی موسوم به GII ™ استفاده می‌شود که یک نانوساختار کربنی سه بعدی متخلخل است که با قیمت می‌تواند تولید شود و دیگر نیاز به فلزات نجیب و گران نظیر طلا نیست.

به نقل از ستاد نانو، هنگامی که لاکتات به حسگر متصل می‌شود، باعث تغییر در سیگنال الکتریکی فوم گرافنی می‌شود. بنابراین، فوم با اندازه‌گیری تغییرات در شارژ الکتریکی GII، سطح کم اسید لاکتیک را بدون مصرف آن تشخیص می‌دهد و امکان نظارت بر تغییرات را فراهم می‌آورد.

پروفسور فرانک مارکن از محققان دانشگاه بث می‌گوید: درست همان‌طور که کارت اعتباری شما برای کار به منبع تغذیه خارجی احتیاج ندارد، این حسگر وقتی لاکتات به آن متصل می‌شود می‌تواند یک جریان الکتریکی کوچک و قابل اندازه‌گیری ایجاد کند.