Grafenový inkoust, který umožní levnou výrobu tištěných senzorů pro lékařskou diagnostiku, vyvinuli odborníci z vědeckého centra CATRIN Univerzity Palackého (UP) v Olomouci spolu s kolegy z Vysoké školy báňské-Technické univerzity Ostrava a Univerzity Karlovy. Díky atomům mědi dokáže materiál odhalit dopamin, který zajišťuje přenos signálů mezi nervovými buňkami. Sledování této látky je důležité pro biomedicínský výzkum i pro vývoj pokročilé diagnostiky některých onemocnění včetně Alzheimerovy choroby. ČTK o tom dnes informovali zástupci UP.
Při přípravě inkoustu poprvé využili metodu atomárního inženýrství, která umožňuje řídit chemickou reaktivitu materiálů na úrovni jednotlivých atomů. Jeho širšímu využití v lékařské diagnostice dosud bránil nedostatek atomárně upravených materiálů a absence tisknutelných inkoustů, které by na nich byly založeny. Nyní se vědcům podařilo vyvinout novou třídu atomárně dopovaných grafenových materiálů a také inkoust pro přípravu citlivých tištěných senzorů. Výzkumníci vsadili na měď, jejíž použití se podle výsledků ukázalo jako účinné při detekci dopaminu.
"Vyvinutý NGA-Cu inkoust umožňuje výrobu plně inkoustově tištěných udržitelných papírových elektrod s velmi nízkými náklady. Samotný senzor vyžaduje pouze 1,3 mikrogramu aktivního inkoustu, stojí přibližně jednu korunu a dával stabilní odezvu minimálně po dobu tří měsíců. Inkoust je navíc plně kompatibilní s běžně dostupnými inkoustovými materiálovými tiskárnami," uvedl spoluautor projektu Michal Otyepka. Doplnil, že to vytváří velký potenciál pro přípravu cenově dostupných, digitálně navržených senzorů, jejichž funkci lze přizpůsobovat atom po atomu.
Základem nového materiálu byla dusíkem dopovaná grafenová kyselina NGA, kterou vědci z CATRIN vyvinuli před několika lety. Následně ji obohacovali atomy různých kovů, mimo jiné mědi, železa a manganu.
Výsledky ukázaly, že pro elektrochemickou odezvu není důležitá pouze přítomnost izolovaných atomů kovu, ale především jejich konkrétní typ. "Ukázalo se, že elektrochemická odezva zásadně závisí na typu použitého atomu. Zatímco atomy mědi výrazně zesilují signál dopaminu, ostatní kovy jej naopak potlačují," objasnil spoluautor studie Martin-Alex Nalepa.
Publikované výsledky podle autorů představují novou třídu senzorických materiálů s potenciálem pro využití v lékařské diagnostice. Elektrochemické biosenzory mohou nalézt uplatnění nejen v medicíně, ale také při kontrole kvality potravin, monitorování pitné vody nebo sledování znečištění životního prostředí.
