Ein neuartiger kohlenstoffbasierter Biosensor. Andy Roberts
Ein Team von Forschern der Fakultät für Ingenieurwissenschaften und IT der University of Technology Sydneyhat einen Biosensor erstellt das an der Haut des Gesichts und des Kopfes haftet, um elektrische Signale zu erkennen, die vom Gehirn übertragen werden. Dann werden diese Signale in Befehle zur Steuerung autonomer Robotersysteme übersetzt.
Der neuartige Biosensor hat drei große Herausforderungen der Graphen-basierten Biosensorik gemeistert: Korrosion, Haltbarkeit und Hautkontaktwiderstand. Dies ist der Konstruktion des Sensors zu verdanken, der aus vielen Schichten sehr dünnen, sehr starken Kohlenstoffs besteht, der direkt auf ein Silizium aufgewachsen ist-Karbid-auf-Silizium-Substrat.
"Wir konnten das Beste von Graphen, das sehr biokompatibel und sehr leitfähig ist, mit der besten Siliziumtechnologie kombinieren, was unseren Biosensor sehr widerstandsfähig und robust im Einsatz macht."erklärt Professor Francesca Iacopi, die mit ihrem Team den Biosensor entwickelt hat.
Aber zuerst gehen wir einen Schritt zurück und definieren, was Biosensoren sind. Ein Biosensor ist ein Gerät, das biologische oder chemische Prozesse misst, indem es Signale proportional zu einer Analytkonzentration in der Reaktion erzeugt und so Krankheiten diagnostiziert. Dies ermöglicht eine angemessene Behandlung und Therapie.Graphen wird häufig verwendet bei der Entwicklung von Biosensoren; dennoch gibt es Einschränkungen, da viele dieser Geräte für den Einmalgebrauch konzipiert wurden und bei Kontakt mit Schweiß und anderer Feuchtigkeit auf der Haut zur Delamination neigen.
Im Gegensatz dazu kann der UTS-Biosensor auch in stark salzhaltigen Umgebungen über längere Zeiträume verwendet und mehrfach wiederverwendet werden – ein beispielloses Ergebnis. Darüber hinaus reduziert der Sensor den sogenannten Hautkontaktwiderstand drastisch, wenn nicht optimalKontakt zwischen Sensor und Haut behindert die Erkennung elektrischer Signale vom Gehirn.
Der RomanBiosensor hingegen kann über einen längeren Zeitraum verwendet und mehrfach wiederverwendet werden, sogar in sehr salzhaltigen Umgebungen. Aus diesen Gründen wurde es in der Pressemitteilung als "ein einzigartiger Befund" bezeichnet. Auch HautkontaktWiderstand, ein Problem, das auftritt, wenn der Sensor nicht in optimalem Kontakt mit der Haut ist, wurde durch den Sensor stark reduziert.
„Das bedeutet, dass die vom Gehirn gesendeten elektrischen Signale zuverlässig erfasst und anschließend deutlich verstärkt werden können und die Sensoren auch unter rauen Bedingungen zuverlässig eingesetzt werden können, wodurch ihr Potenzial für den Einsatz in Gehirn-Maschine-Schnittstellen erhöht wird“, erklärt ProfessorIacopi.