Показать меню
21 мар 14:01Политика

Из кофейной гущи планируют получать материал для чувствительных электродов, применяемых в исследованиях мозга

Из кофейной гущи планируют получать материал для чувствительных электродов, применяемых в исследованиях мозга

В лаборатории электрохимии Университета Цинциннати под руководством Эшли Росс (Ashley Ross) предложен метод получения покрытия электродов для точных нейрохимических измерений из кофейной гущи. Новый материал поможет ученым исследовать активность мозга и определять мельчайшие уровни нейротрансмиттеров. О работе авторы рассказали на весенней конференции Американского химического общества.

Эшли Росс и ее команда продемонстрировали, что электроды, покрытые углеродом из кофейной гущи, могут обнаруживать следовые количества биомолекул in vitro. По словам Росс, это первый пример использования остатков кофейной гущи для биосенсорных приложений. «Я видела работы об использовании кофейного осадка для производства пористого углерода для хранения энергии, и я подумала, что, возможно, мы могли бы использовать этот проводящий материал в нашей работе по обнаружению нейрохимии, — говорит Росс. — А еще я подумала, что это будет хорошим предлогом, чтобы купить много кофе для лаборатории».

Обычно микроэлектроды, которые используют нейробиологи, изготавливаются из углеродного волокна — тонких твердых углеродных нитей, связанных вместе. Их изготовление, как правило, является трудоемким и дорогостоящим процессом, включающим в себя несколько этапов с использованием агрессивных химикатов. В конечном итоге Эшли Росс хочет целиком изготавливать электроды из углерода, добытого из кофейной гущи, потому что такой подход был бы недорогим и безвредным для окружающей среды. В качестве первого шага к достижению этой цели исследователи адаптировали материал из земли в качестве покрытия для обычных электродов.

Сотрудники лаборатории высушивали использованную кофейную гущу и нагревали ее в барабанной печи при температуре более 2300 градусов Цельсия. Затем они добавляли материал в раствор гидроксида калия, чтобы активировать углерод и сделать его структуру пористой. Затем исследователи снова нагрели смесь в атмосфере азота, чтобы удалить нежелательные побочные продукты. То, что осталось, представляло собой чернильную суспензию, полную частиц пористого углерода. В качестве последнего шага исследователи разбавили осадок водой, в которую погрузили электроды из углеродного волокна, чтобы покрыть их слоем пористого углерода почти в сто раз тоньше, чем диаметр человеческого волоса.

Исследователи сравнили характеристики покрытых и непокрытых электродов при обнаружении небольших количеств дофамина в ходе циклической вольтамперометрии с быстрым сканированием. В данном методе к электроду прикладывается быстро меняющееся напряжение, чтобы попеременно окислять и восстанавливать дофамин. Метод достаточно быстр, чтобы обнаружить высвобождение нейротрансмиттера за доли секунды, как это происходит в мозге. Исследователи обнаружили, что электроды, покрытые пористым углеродом, достигают в присутствии дофамина уровня окислительного тока в три с лишним раза выше, чем углеродные волокна без покрытия, то есть электрод с покрытием обеспечивает более чувствительную поверхность для обнаружения дофамина. Пористая структура не только позволяет большему количеству молекул дофамина участвовать в реакции из-за большой площади поверхности, но и лучше удерживает молекулы дофамина в щелях электрода. Эти свойства повышают чувствительность и позволяют исследователям проводить более быстрые измерения. В настоящее время группа изучает, как пористые покрытия влияют на временное разрешение метода.

Далее команда планирует изготовить электроды полностью из пористого углерода, полученного из кофейной гущи, чтобы придать электродам равномерную пористость не только на поверхности, но и внутри. Росс предсказывает, что это повысит их способность к нейрохимическому обнаружению, потому что еще большая общая площадь поверхности электрода будет подвергаться адсорбции молекул дофамина. В то же время Росс планирует испытать электроды на мозге живых крыс.

Эшли Росс отмечает, что недостатка в исходных материалах лаборатория не испытывает. «Аспиранты предоставили довольно много кофейной гущи — больше, чем нам когда-либо понадобится, — говорит Росс. — Всей моей лаборатории очень понравился этот проект».

По материалам: polit
Добавить комментарий
Ваше Имя:
Ваш E-Mail:
Введите два слова, показанных на изображении: *
Лента новостей
Компания из России представила продукцию в столице Саудовской Аравии17:06Грант Фонда Юрия Лужкова – важная поддержка для технологических разработок участников «АртПрома»13:26Команда «Магистры» получила грант Фонда Юрия Лужкова за разработку летательного аппарата23:30Креативные идеи и практики: при участии Фонда Юрия Лужкова в Самаре проходит фестиваль «АртПром»13:26Смелый дизайн, лаймовый цвет и динамика: визуальная революция ОТП Банка09:26ОТП Банк провёл в Омске арт-событие с акцентом на наследие Врубеля12:12Фонд Юрия Лужкова вдохновляет новое поколение изобретателей на «АртПроме»20:05200 участников присоединились к программе Академии АртМастерс «Из мастеров в наставники 2.0»16:15Психолог Елена Гриценко-Бринкман рассказала, что происходит за закрытыми дверями психологических консультаций20:44Россияне в мае пахнут шашлыками, а в остальное время фруктами: исследование «X5 Клуба»09:34«Память бесценна». Сеть ломбардов «Сияй» провела акцию в честь 80-летия Победы 19:26Москино и коммуникационное агентство Prophet получили премию «Серебряный лучник»17:43Россия – это не про лавандовый раф: «X5 Клуб» изучил предпочтения россиян в кофе16:56Эксперт «Х5 Клуба» рассказала, как избежать масштабных трат в майские праздники11:31KAMA TYRES реализует совместные проекты с профессиональными гонщиками20:24В Екатеринбурге состоится крупнейший международный турнир по ММА20:57Открывается приём заявок на участие в V Международном культурно-образовательном чемпионате «История будущего»01:16Почему квартиры дорожают и что будет с ценами на жилье дальше20:22