W jednym z ostatnich wydań prestiżowego czasopisma Biosensors and Bioelectronics (Impact Factor-10.618) poświęconego badaniom nad nowymi biosensorami, grupa naukowców z Centrum NanoBioMedycznego UAM zaprezentowała wyniki swoich badań nad nowym typem glukozymetrów. Praca zatytułowana “MXene nanoflakes decorating ZnO tetrapods for enhanced performance of skin-attachable stretchable enzymatic electrochemical glucose sensor” poświęcona była stworzeniu przyczepionego do skóry i elastycznego czujnika enzymatycznego opartego na tetrapodach zbudowanych z tlenku cynku (ZnO-TP), które zostały połączone z nową klasą materiałów 2D – węglikami metali przejściowych – znanych jako MXeny. Ideą działania tego czujnika było ciągłe badanie poziomu glukozy w pocie dzięki procesowi elektroanalizy.
Materiały wykorzystane do wytworzenia tego sensora (tetrapody ZnO (TP) oraz MXeny (Ti3C2Tx)) zostały otrzymane w laboratorium przy użyciu nie skomplikowanych oraz niedrogich metod fizykochemicznych. Mianowicie, tetrapody otrzymano bez katalizatorową metodą „oxidative-metal-vapour-transport”. Metoda ta opiera się na termicznym odparowywaniu sproszkowanego cynku (Zn) w powietrzu o wysokiej temperaturze, gdzie ulega on utlenieniu. MXeny natomiast otrzymano przez trawienie trójskładnikowego węglika Ti3AlC2 (faza MX) roztworem fluorku litu (LiF) w kwasie solnych (HCL) przy użyciu metody MILD. Syntezę właściwych kompozytów przeprowadzono w w dwuetapowym procesie produkcyjnym. Otrzymane wcześniej płatki MXenów wykorzystano do dekoracji tetrapodów. Takie katalitycznie aktywne kompozyty ZnO TP/MXeny zostały osadzone na rozciągliwej elektrodzie przetwornika do jakościowej analizy glukozy. Tak wykonane sensory były następnie poddane testom na roztworach glukozy w soli fizjologicznej buforowanej fosforanem (PBS), oraz w sztucznym i ludzkim pocie. Otrzymane wyniki wykazały, że wyprodukowane bioczujniki wykazywały wysoką czułość 27,87 μA mM-1 cm-2 i 29,88 μA mM-1 cm-2 odpowiednio dla testów w PBS i sztucznym pocie. Przeanalizowano również właściwości strukturalne, chemiczne, elektrochemiczne i optyczne wytworzonych kompozytów, a także długoterminową stabilność bioczujników (w ciągu 10 dni testów odpowiedź czujnika była stabilna). Dodatkowo wytworzona elektroda wykazuje stabilność mechaniczną na wydłużenie o 30% przy nieznacznej zmianie parametrów detekcji.
Podsumowując, zaproponowane przez naukowców z UAM biosensory oparte na bazie rozciągliwej i przyklejonej do skóry elektrody zbudowanej z kompozytów ZnO TP/MXeny prezentują perspektywiczne podejście do nieinwazyjnego, ciągłego monitorowania stężenia glukozy w zastosowaniach medycznych.
