Покрытие из кофейной гущи повышает точность измерений активности мозга

Исследователи из Университет Цинциннати сообщили о первом применении кофейных отходов для создания экологически чистого покрытия электродов. Обработанные датчики предназначены для чувствительных нейрохимических измерений. Результаты работы будут представлены на встрече Американского химического общества, сообщает EurekAlert.

Ученые обнаружили, что покрытие из пористого углерода на электродах в три раза ускоряет скорость протекания окислительно-восстановительных реакций в присутствии дофамина. Этот результат говорит о большей чувствительности электродов, обработанных углеродов, подчеркивают исследователи.

«Пористая структура материала позволяет большему количеству молекул дофамина участвовать в реакции, кроме того электрод с углеродным покрытием на мгновение захватывает дофамин в естественных неровностях поверхности, — отмечает Эшли Росс, руководитель исследования. — Эти свойства повышают чувствительность электрода и позволяют проводить эксперименты, требующие высокой точности».

Кофейная гуща ранее использовалась для изготовления пористых углеродных конденсаторов. Однако это первый опыт применения этого материала в нейрохимии.

Традиционные микроэлектроды, которые используют в нейрологии, изготавливаются из углеродного волокна — тонких твердых углеродных нитей, связанных вместе. Изготовление таких электродов, как правило, является трудоемким и дорогостоящим процессом. По словам Росс, использование кофейных отходов существенно снизит стоимость таких датчиков.

В своей работе исследователи высушивали кофейную гущу, после чего нагревали ее в трубчатой печи до температуры около 700°C. Полученный материал помещали в раствор гидроксида калия, чтобы активировать углерод и сформировать пористую структуру. После этого ученые повторно нагревали смесь в атмосфере азота, чтобы удалить все примеси. Получалась суспензия черного цвета из пористых частиц углерода.

На последнем этапе ученые разбавляли полученную суспензию водой и окунали в раствор электроды. В результате на его поверхности формировалась углеродная пленка почти в 100 раз тоньше человеческого волоса.

Исследователи сравнили характеристики покрытых и непокрытых электродов для обнаружения небольшого количества дофамина посредством циклической вольтамперометрии. В процессе эксперимента на электроде быстро изменялось напряжение, что приводило к попеременному окислению и восстановлению дофамина.

Оказалось, что датчики, покрытые углеродом, в три раза ускоряют скорость протекания реакций. Разработанный метод позволяет фиксировать высвобождение нейротрансмиттера также быстро, как это происходит в мозге.

«Новый материал поможет нам лучше понимать активность мозга и определять мельчайшие уровни изменения нейротрансмиттеров», — отмечает Росс.

На следующем этапе ей команда планирует создать электрод, который будет полностью состоять из отработанных кофейных отходов.


Читать далее:

«Джеймс Уэбб» сделал самую четкую фотографию звезды в истории

Добровольная смерть. Рассказываем, как работает процедура эвтаназии во всем мире

Ученые наткнулись на археологическую аномалию 1500-летней давности

Подписывайтесь
на наши каналы в Telegram

«Хайтек»новостионлайн

«Хайтек»Dailyновости 3 раза в день

Первая полоса
Прибор для анализа крови без уколов привлек 35 млн рублей от стартап-студии
Наука
«Джеймс Уэбб» рассмотрит астероид, который может угрожать Земле
Космос
Телескоп «Евклид» наблюдал редкое кольцо Эйнштейна в соседней галактике
Космос
Российские физики создали чрезвычайно вместительную «тару» для водорода
Наука
Внутреннее ядро Земли деформировалось за три десятилетия, считают геологи
Наука
Илон Маск предложил $97,4 млрд за OpenAI, ему выдвинули встречное предложение
Новости
«Росатом» нацелен на практическое применение квантовых технологий
Новости
Ученые предупреждают: риск столкновения самолетов с космическим мусором растет
Космос
В пустыне Ирака нашли 850 артефактов, созданных 1,5 млн лет назад
Наука
Стартап из Челябинска разработал умного помощника для анализа здоровья
Новости
Астрономы открыли крупнейшую структуру во Вселенной: она в 13 000 раз больше Млечного Пути
Космос
Люди ели врагов 18 000 лет назад: следы каннибализма нашли в пещере в Польше
Наука
Достижения российской науки за год: прорывы, исследования, технологии и планы на будущее
Кейсы
Ученые нашли способ идеально сварить яйцо
Новости
Странные звезды прилетают Млечный Путь: выяснилось, откуда они берутся
Новости
Выяснилось, как синие киты научились скрываться от косаток, несмотря на огромные размеры
Новости
Мини-спутник снял Землю с рекордной детализацией  
Космос
Новое средство от облысения тестируют ученые — обещают вернуть волосы за два месяца  
Наука
Лучшие международные конференции по искусственному интеллекту
Мнения
Найдена одна из причин развития диабета у людей с избыточным весом
Наука