英国，2024 年 5 月 22 日–英国巴斯大学的科学家与工业合作伙伴 Integrated Graphene 公司合作，创造了一种新型化学传感器（用于乳酸感应），这种传感器可以用电，但无需参比电极或电池供电。
经证实，该传感器可检测乳酸，乳酸是人体在运动等情况下代谢碳水化合物或葡萄糖作为燃料时产生的副产品。高水平的乳酸与昏迷或昏迷以及主要器官衰竭的风险较高有关。
这就为一种易于使用的传感器提供了可能性，使其可以在田径场等偏远地点使用，而无需电力驱动的传感设备。
目前，乳酸通常通过酶测试来测量，但酶测试的保质期有限，而且需要电池供电的传感设备。《ACS Sensors》杂志发表的一篇论文详细介绍了这种新型化学传感器，它利用石墨烯泡沫电极表面的化学方法测量乳酸。
论文中提到的 “石墨烯泡沫”，即化学传感器的基础技术 Gii-Sens，是由 Integrated Graphene 公司生产的一种电极。Gii-Sens 采用了 Gii™，这是一种纯净、多孔的三维碳纳米结构，成本低，避免了使用金等不可持续的贵金属。
Gii-Sens 电极
当乳酸盐与传感器结合时，会导致碳泡沫的电信号或量子电容发生变化。因此，通过测量 Gii 的电荷变化，泡沫可以检测到低浓度的乳酸，而不会消耗乳酸，从而监测乳酸浓度的变化。由于它是一种化学传感器，而不是基于酶的传感器，因此成本可能更低、保质期更长，而且易于微型化。
这项研究的主要作者、巴斯大学的弗兰克-马肯（Frank Marken）教授说：”就像您的非接触式信用卡不需要外部电源就能工作一样，因为靠近读卡器就足以为其供电–同样，当乳酸盐与传感器结合时，这种传感器也能产生可测量的小电流。
“这种采用 Gii-Sens 技术的传感器解决了目前非无线乳酸酶测试的一些主要局限性，”马肯教授说，”它将使传感器的操作更加简便–为更定期、更低侵入性和更可靠地跟踪乳酸，甚至在运动员表现期间跟踪乳酸提供了可能。”
乳酸测试有许多重要应用。在专业运动中，乳酸测试用于评估运动员对不同强度和训练方法的反应。通过无线跟踪并随后改善人体运输和利用乳酸的能力，运动员可以提高耐力和恢复能力。它还可用于医疗保健，跟踪心肌梗塞、心房颤动和动脉粥样硬化等心脏疾病的情况。这非常有用，因为乳酸水平升高会降低心脏和血管的收缩能力，影响正常功能的血液动力学。
Integrated Graphene 公司首席执行官 Jean-Christophe Granier 评论说：”这项研发是 Gii-Sens 被集成到传感产品中并提供多功能应用的又一明显用例。
“研究人员使用我们的Gii Sens电极进行的测试结果为在远程环境中进行更方便、更可靠的健康监测提供了可能，我们期待着将我们的高灵敏度Giii-Sens电极置于医疗点诊断市场中更多突破性创新的核心位置”。
论文：Polymer indicator displacement assay (PIDA) with boronic acid receptors on graphene foam electrodes for self-optimised impedimetric lactic acid determination
https://doi.org/10.1016/j.snb.2022.133089
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