Die elektrochemische Leistung von acht handelsüblichen Bioelektroden für
elektrophysiologische Messungen wurde in isotonischer Kochsalzlösung systematisch bewertet.
Zu den untersuchten Bioelektroden gehörten gesinterte Ag/AgCl-Pellets, -Becher und -Ringe, eine Ag/AgCl-
Multipin-Elektrode, Zinn (Sn)-Ringe und -Scheiben, ein Goldbecher sowie eine Edelstahlnadel. Es wurden Messungen des Leerlaufpotenzials
(OCP) und der Driftrate, der elektrochemischen Impedanzspektroskopie (EIS) sowie des
elektrochemischen Rauschens (ECN) durchgeführt, um die Grenzflächenstabilität, das
Impedanzverhalten und das erzeugte Rauschen im Zeit- und Frequenzbereich zu bewerten. Rasterelektronenmikroskopie
(SEM) und energiedispersive Röntgenspektroskopie (EDS) wurden eingesetzt, um
die Morphologie und die chemische Zusammensetzung der Bioelektroden zu untersuchen. Bioelektroden auf Ag/AgCl-Basis
wiesen die höchste OCP-Stabilität und Potenzialreproduzierbarkeit sowie die geringste Impedanz
und das geringste elektrochemische Rauschen auf, was auf das schnelle und reversible elektrochemische Gleichgewicht von Ag/AgCl
sowie die große Oberfläche aufgrund von Rauheit und Porosität zurückzuführen ist. Die EIS-Analyse
zeigte bei den Ag/AgCl-Bioelektroden vorwiegend ein Ladungstransferverhalten mit niedrigem Widerstand und eine hohe Kapazität,
während Bioelektroden aus Zinn, Gold und Edelstahl eine höhere
Impedanz sowie gemischte kapazitive/ohmsche Reaktionen aufwiesen, die mit passiven Oxidschichten
und einer langsameren Grenzflächenkinetik in Verbindung standen. Bioelektroden aus Zinn, Gold und Edelstahl wiesen zudem
ein deutlich höheres Niederfrequenzrauschen und eine höhere OCP-Driftrate auf. Von allen getesteten Bioelektroden
wiesen gesinterte Ag/AgCl-Bioelektroden die günstigsten elektrochemischen
Eigenschaften für die Erfassung elektrophysiologischer Signale auf, insbesondere für Biosignale mit geringer Amplitude
und niedriger Frequenz.
Originalpublikation:
Alexandra C. Alves, Patrique Fiedler, Carlos Fonseca, Coatings2026, 16(7), 781; https://doi.org/10.3390/coatings16070781
