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
Тимур Турлов: сотрудничество с ChessBase откроет новые возможности для 11 млн клиентов15:50Подвижник и музей. История в письмах08:43Школа имени Юрия Лужкова: в Севастополе увековечили память выдающегося политика19:58Вертолеты России реализуют в 2026 году контракт с ГТЛК на поставку новых Ми-8МТВ-1, сообщил генеральный директор холдинга Колесов17:374 бренда из маркета и шоурума Московской недели моды для комфортного и функционального гардероба12:02Территория бега к 90-летию Юрия Лужкова: первый этап собрал свыше 500 участников22:1290 лет со дня рождения Ю. М. Лужкова: Московский Пасхальный фестиваль отдаёт дань памяти основателю17:58Семейноцентричность вместо краткосрочной прибыли: новый тренд в управлении компаниями16:30Масштаб и наследие: к 90-летию со дня рождения Юрия Лужкова утверждена программа мероприятий20:58Вагон метро для крабов и рыб: почему Нью-Йорк утопил старые составы подземки?19:13Фонд Юрия Лужкова и РГУ нефти и газа имени И. М. Губкина отметили успехи студентов12:48Фонд Юрия Лужкова учредил именную премию для юных артистов в рамках фестиваля «Дорога в цирк. Это серьезно»10:26Фонд Юрия Лужкова приветствует посвящение Пасхального фестиваля экс-мэру Москвы16:14Окно возможностей - почему важно замечать первые изменения в работе мозга19:52Выставка в детских центрах расскажет о пронзительной истории дружбы Лужкова и Никулина12:56Героическая история XIII века на сцене Храма Христа Спасителя: состоялась премьера символ-оперы об Александре Невском21:27Головокружение, слабость, перепады давления: где граница между усталостью и сосудистой угрозой21:27Имущество на балансе: как владеть активами и защищать их от рисков14:03
Популярные новости
Выбор редакции