Forskere har opdaget, at en belægning af porøst kulstof på elektroderne fremskynder strømningshastigheden tre gange.
"Den porøse struktur i materialet tillader mereantallet af dopaminmolekyler til at deltage i reaktionen, desuden fanger den kulstofbelagte elektrode momentant dopamin i naturlige overfladeuregelmæssigheder, siger Ashley Ross, studieleder. "Disse egenskaber øger elektrodens følsomhed og giver mulighed for eksperimenter, der kræver høj præcision."
Kaffegrums er tidligere blevet brugt til at lave porøse kulkondensatorer. Dette er dog den første erfaring med at bruge dette materiale i neurokemi.
Traditionelle mikroelektroder, som bruges ineurovidenskab, er lavet af kulfiber - tynde, hårde kultråde bundet sammen. Fremstillingen af sådanne elektroder er som regel en besværlig og dyr proces. Brugen af kaffegrums ville reducere omkostningerne ved sådanne sensorer betydeligt, siger Ross.
I deres arbejde tørrede forskerne kaffetyk, hvorefter den blev opvarmet i en rørovn til en temperatur på omkring 700°C. Det resulterende materiale blev anbragt i en kaliumhydroxidopløsning for at aktivere kulstoffet og danne en porøs struktur. Forskerne genopvarmede derefter blandingen under en nitrogenatmosfære for at fjerne eventuelle urenheder. En sort suspension blev opnået fra porøse carbonpartikler.
På den sidste fase fortyndede forskere det opnåedesuspension med vand, og elektroderne blev dyppet i opløsningen. Som et resultat blev der dannet en kulfilm på overfladen, næsten 100 gange tyndere end et menneskehår.
Forskerne sammenlignede egenskaberne ved coated ogubelagte elektroder til at detektere små mængder dopamin ved cyklisk voltammetri. Under eksperimentet ændrede spændingen på elektroden sig hurtigt, hvilket førte til skiftevis oxidation og reduktion af dopamin.
Det viste sig, at kulstofbelagte sensorer i tregange accelererer reaktionshastigheden. Den udviklede metode gør det muligt at registrere frigivelsen af neurotransmitteren lige så hurtigt, som det sker i hjernen.
"Det nye materiale vil hjælpe os med bedre at forstå hjerneaktivitet og opdage små niveauer af neurotransmitterændringer," siger Ross.
På næste trin planlægger hendes team at skabe en elektrode, der udelukkende vil bestå af spildkaffeaffald.
Læs mere:
"James Webb" tog historiens klareste billede af en stjerne
Frivillig død. Vi fortæller, hvordan eutanasi-proceduren fungerer over hele verden
Forskere falder over 1.500 år gammel arkæologisk anomali