I ricercatori, lavorando in collaborazione con il partner industriale Integrated Graphene, hanno creato un nuovo tipo di chemosensore (dimostrato per il rilevamento dell'acido lattico) che funziona con l'elettricità ma senza la necessità di elettrodi di riferimento o di alimentazione a batteria. Il nuovo design offre potenzialmente costi inferiori, migliore durata di conservazione e facilità di miniaturizzazione rispetto ai sensori basati su enzimi.

È stato dimostrato che il sensore rileva l'acido lattico, un sottoprodotto generato dal corpo quando metabolizza i carboidrati o il glucosio come carburante, ad esempio durante l'esercizio. Livelli elevati di acido lattico sono collegati a rischi più elevati di perdita di coscienza o di coma e di grave insufficienza d'organo.

Ciò apre la possibilità di utilizzare un sensore facile da usare in luoghi remoti, come una pista di atletica, senza la necessità di apparecchiature di rilevamento alimentate dall'elettricità.

Attualmente, l'acido lattico viene spesso misurato con un test enzimatico, che ha una durata di conservazione limitata e richiede apparecchiature di rilevamento alimentate a batteria. Il nuovo tipo di chemosensore, dettagliato in un articolo pubblicato su ACS Sensors , misura invece l'acido lattico con un metodo chimico utilizzando la superficie dell'elettrodo in schiuma di grafene.

Denominato "Graphene Foam" nel documento, Gii-Sens, la tecnologia alla base del chemosensore, è un elettrodo prodotto da Integrated Graphene. Gii-Sens incorpora Gii, una nanostruttura di carbonio 3D pura e porosa che offre costi contenuti ed evita l'uso di metalli nobili non sostenibili come l'oro.

Quando il lattato si lega al sensore, provoca un cambiamento nel segnale elettrico, o capacità quantistica, della schiuma di carbonio. La schiuma rileva quindi bassi livelli di acido lattico senza consumarlo misurando le variazioni nella carica elettrica di Gii, consentendo il monitoraggio delle variazioni di livello. Poiché si tratta di un sensore chimico e non a base di enzimi, ha un costo potenzialmente inferiore, una migliore durata di conservazione e facilità di miniaturizzazione.

Il professor Frank Marken, autore principale dello studio presso l'Università di Bath, ha affermato:"Proprio come la tua carta di credito contactless non ha bisogno di una fonte di alimentazione esterna per funzionare perché la vicinanza del lettore di carte è sufficiente per alimentarla, in modo simile In questo modo, questo sensore potrebbe creare una piccola corrente elettrica misurabile quando il lattato si lega ad esso."

"Questo sensore, che utilizza la tecnologia Gii-Sens, risolve alcune delle principali limitazioni degli attuali test sugli enzimi dell'acido lattico non wireless", ha affermato il professor Marken, "Consentirà un sensore dal funzionamento più semplice, aprendo il potenziale per test più regolari, monitoraggio meno invasivo e più affidabile dell'acido lattico, anche durante la prestazione dell'atleta."

I test dell’acido lattico hanno una serie di importanti applicazioni. Negli sport professionistici, l'acido lattico viene testato per valutare la risposta dell'atleta a diverse intensità e regimi di allenamento. Monitorando in modalità wireless e successivamente migliorando la capacità del corpo di trasportare e utilizzare il lattato, gli atleti mirano a migliorare la resistenza e il recupero.

Viene anche utilizzato nelle cure mediche per monitorare condizioni cardiache come infarti del miocardio, fibrillazione atriale e aterosclerosi. Ciò è utile poiché livelli elevati di acido lattico possono ridurre la capacità di contrarsi del cuore e dei vasi sanguigni, influenzando l'emodinamica per il regolare funzionamento.

Jean-Christophe Granier, amministratore delegato di Integrated Graphene, ha commentato:"Questo sviluppo è un altro chiaro caso d'uso di Gii-Sens integrato nei prodotti di rilevamento e offre un'applicabilità versatile.

"I risultati dei test effettuati dai ricercatori utilizzando il nostro elettrodo Gii-Sens aprono la possibilità di un monitoraggio sanitario più accessibile e affidabile in ambienti remoti e non vediamo l'ora di mettere il nostro elettrodo Gii-Sens altamente sensibile al centro di innovazioni più rivoluzionarie nel punto di cura mercato della diagnostica."