咖啡渣不要倒！科学家用它来探测脑电波

没有什么比一杯热气腾腾的咖啡更能让你的早晨快速充满活力。现在，又有了另一个喜欢咖啡的理由。近日，研究人员报告了首次将用过的咖啡渣作为环保的电极涂层应用于敏感的神经化学测量。

废弃的咖啡渣以前曾被用来制造多孔碳超级电容器以储存能量。但是现在，由主要研究人员Ashley Ross博士领导的新研究将回收的咖啡渣带到了另一个更有生物性的方向。她和她的研究生团队证明，涂有来自这种废物的碳的电极可以在体外检测微量的生物分子。

神经科学家使用的传统微电极通常由碳纤维制成。制作它们的过程通常艰难又昂贵，涉及多个步骤和多种化学品。最终，Ross希望用咖啡渣中的碳来制造整个电极，因为这种方法既廉价又环保。作为实现这一目标的第一步，研究人员将咖啡渣中的材料作为传统电极的涂层。

研究员将用过的咖啡渣晒干，并在一个大约1300华氏度的管式炉中加热。接下来，他们将材料加入氢氧化钾溶液中，以激活碳并在结构中开孔。然后，研究人员在氮气下再次加热该混合物，以去除任何不需要的副产品。剩下的是一种充满多孔碳斑点的墨色浆液。作为最后一步，研究人员用水稀释了泥浆，他们将碳纤维电极浸入其中，为它们涂上一层比人的头发直径薄近百倍的多孔碳。

研究人员用快速扫描循环伏安法比较了有涂层和无涂层的电极对少量多巴胺（一种神经递质）的感应性能。通过这种技术，他们在电极上施加快速变化的电压，使多巴胺交替地被氧化和还原。该技术的速度足以检测亚秒级的神经递质释放——就像在大脑中发生的那样。

下一步，该小组将用废弃咖啡渣中的多孔碳从头开始制作碳纤维电极，这将使电极不仅在表面上具有均匀的多孔性，而且还能贯穿整个电极。Ross预测，这将提高他们的神经化学检测能力。同时，Ross还计划在活体老鼠的大脑中对咖啡涂层电极进行测试。

最后，Ross还开玩笑地说：“研究生们提供了相当多的咖啡渣--比我们需要的还多。”

该研究论文题为"Deriving porous carbon from waste coffee grounds for sensitive dopamine detection with fast-scan cyclic voltammetry"，已发表在《美国化学学会》期刊上。

前瞻经济学人APP资讯组

参考资料：https://www.eurekalert.org/news-releases/945820