Průlom pro detekci nemocí i chemikálií: vědci z Olomouce vyvinuli unikátní materiál na výrobu senzorů
Vědci z Českého institutu výzkumu a pokročilých technologií – CATRIN Univerzity Palackého jako první na světě vytiskli s využitím inkoustové tiskárny univerzální elektrodu pro nejrůznější senzory. Ty mohou měřit bakterie v těle nebo těžké kovy ve vodě. Úspěch olomouckých vědců byl publikován v časopise Biosensors and Bioelectronics.
K vytištění senzoru potřebovali vědci speciální inkoust. Ten si vyrobili sami. „Najít inkousty vhodné pro tisk není snadné, protože musí splňovat řadu vlastností, které jsou zcela klíčové pro tento typ tisku, je to například velikost částic v inkoustu či jeho viskozita. My jsme tuto kombinaci našli a grafenový inkoust vyrobili. Díky tomu jsme vytiskli elektrodu, která je univerzální a je potřebného tvaru. V jakékoliv elektrochemické laboratoři si ji dokážou zapojit a měřit s ní,“ řekl první autor článku Martin-Alex Nalepa.
Takováto výroba je výrazně levnější a dostupnější než komerční metody. „Komerční metody používají řádově miligramy materiálu a elektrody stojí minimálně několik desítek korun. My potřebujeme materiálu zhruba tisíckrát méně, tedy řádově mikrogramy. Náklady na materiál pro jednu elektrodu jsme vypočítali asi na dvě koruny. Její výkon je srovnatelný s komerčně využívanými senzory, které jsou připravované jinými metodami, ale výroba je velmi přesná a snadná,“ objasnil v tiskové zprávě David Panáček z institutu CATRIN.
Elektronové biosenzory se využívají v medicíně, ale také pro sledování kvality potravin, pitné vody nebo ovzduší. Cílem výzkumníků je připravovat různé typy inkoustů, díky kterým vznikne elektroda, která pomůže sledovat konkrétní látky. Může jít o detekci mikrobů, antibiotik, pesticidů nebo některých nemocí.
„Vize je taková, že zákazník si koupí funkcionalizovaný inkoust, dá si ho do vlastní tiskárny a senzor si vytiskne doma nebo v kanceláři. Vytištěnou elektrodu dnes může připojit i k mobilnímu telefonu a měřit. Například během covidu byl nedostatek testů, protože jsme byli závislí na dodavatelích ze zahraničí. Tento systém by zajistil nezávislost a také významně rozšířil spektrum testů. Těch se zatím v lékárnách až na pár výjimek nedostává a lidé musí podstupovat po doporučení lékařem na specializovaných pracovištích vyšetření, která jsou navíc poměrně drahá,“ dodal Panáček.
Připravit postup pro výrobu grafenového inkoustu pro výrobu elektrod je cílem grantu Evropské výzkumné rady. Ten loni obdržel vedoucí týmu vědců Michal Otyepka.
