Sag "Ahhh": Dieser umweltfreundliche Zungenspatel prüft die Vitalfunktionen
Ärzte benutzen oft Zungenspatel, wenn sie in den Mund und Rachen eines Patienten schauen. Aber was wäre, wenn dieser flache Holzspatel den Gesundheitszustand des Patienten aktiv beurteilen könnte? Das ist die Prämisse eines umweltfreundlichen Einwegsensors, über den in der Zeitschrift Analytical Chemistry von ACS berichtet wird und der den Glukosegehalt und andere Biomarker im Speichel messen kann. Den Forschern zufolge könnte das einfach herzustellende Gerät Ärzten eines Tages helfen, eine Reihe von Krankheiten zu beurteilen.
Mit einem Laser auf einen hölzernen Zungenspatel geätzte elektrochemische Zellen können den Glukose- und Nitritgehalt im Speichel messen (WE = Arbeitselektrode, CE = gemeinsame Gegenelektrode, RE = gemeinsame Referenzelektrode).
Adapted from Analytical Chemistry, 2023, DOI: 10.1021/acs.analchem.3c01211
Holz ist ein erneuerbares, biologisch abbaubares, natürliches Material, das zu geringen Kosten weithin verfügbar ist, was es für Forscher, die Elektronik und Sensoren entwickeln, attraktiv macht. Das macht es für Forscher interessant, die Elektronik und Sensoren entwickeln. Eine Lösung besteht darin, Holz als passives Substrat zu verwenden und es dann mit Metallen und Tinten auf Kohlenstoffbasis zu beschichten. Alternativ können Hochleistungslaser bestimmte Bereiche des Holzes aufkohlen und diese Stellen in leitfähigen Graphit verwandeln. Diese komplizierte Technik erfordert jedoch eine ausgeklügelte und teure Instrumentierung, eine sauerstofffreie Atmosphäre und Feuerschutzmittel. Um ein billigeres und einfacheres Verfahren zu entwickeln, wandten sich Christos Kokkinos und seine Kollegen Diodenlasern mit geringer Leistung zu, die bereits erfolgreich zur Herstellung von Sensoren auf Polyimidbasis eingesetzt wurden, aber bisher noch nicht für Holzelektronik und elektrochemische Sensoren verwendet wurden.
Das Team verwendete einen tragbaren, kostengünstigen Lasergravierer, um ein Muster aus leitfähigen Graphitelektroden auf einem hölzernen Zungenspatel zu erzeugen, ohne dass dafür besondere Bedingungen erforderlich waren. Diese Elektroden bildeten zwei elektrochemische Zellen, die durch Linien getrennt waren, die mit einem wasserabweisenden Permanentmarker gezogen wurden. Der Biosensor wurde dann zur schnellen und gleichzeitigen Messung der Konzentrationen von Nitrit und Glukose in künstlichem Speichel verwendet. Nitrit kann Mundkrankheiten wie Parodontitis aufdecken, während Glukose als Diagnose für Diabetes dienen kann. Den Forschern zufolge könnten diese kostengünstigen Geräte für den Nachweis anderer Speichel-Biomarker angepasst werden und ließen sich schnell und einfach vor Ort in medizinischen Einrichtungen herstellen.
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