El grafeno y el oro ahora se utilizan en biosensores ultrasensibles para detectar enfermedades a nivel molecular con una eficiencia casi perfecta.

En un artículo publicado en la revista Nature Nanotechnology , científicos de la Universidad de Minnesota explican cómo desarrollaron biosensores ultrasensibles capaces de explorar estructuras de proteínas y, por lo tanto, capaces de detectar trastornos relacionados con el plegamiento incorrecto de proteínas.

Dichos trastornos van desde la enfermedad de Alzheimer en humanos hasta la enfermedad de desgaste crónico y la enfermedad de las vacas locas en animales.

«Para detectar y tratar muchas enfermedades necesitamos detectar moléculas de proteínas en cantidades muy pequeñas y comprender su estructura», dijo Sang-Hyun Oh, investigador principal del estudio, en un comunicado de prensa . «Actualmente, hay muchos desafíos técnicos con ese proceso. Esperamos que nuestro dispositivo con grafeno y un proceso de fabricación único proporcionen la investigación fundamental que puede ayudar a superar esos desafíos».

Los biosensores infundidos con grafeno y oro pueden detectar el desequilibrio que causa la enfermedad de Alzheimer, la enfermedad crónica y la enfermedad de las vacas locas.

Oh explicó que el grafeno, una forma de grafito de alta calidad que «evoluciona» en un material hecho de una sola capa de átomos de carbono, ya se ha utilizado en los biosensores. El problema ha sido que su extraordinario espesor de un solo átomo no interactúa de manera eficiente con la luz cuando se proyecta a través de ella. La absorción de luz y la conversión a campos eléctricos locales son esenciales para detectar pequeñas cantidades de moléculas cuando se diagnostican enfermedades.

Según el científico, investigaciones anteriores que utilizan nanoestructuras de grafeno similares solo han demostrado una tasa de absorción de luz inferior al 10%.

Sin embargo, en su nuevo estudio, los investigadores de la UMN combinaron el grafeno con cintas metálicas de oro de tamaño nanométrico. Mediante el uso de cinta adhesiva y una técnica de nanofabricación de alta tecnología llamada «eliminación de plantillas», pudieron crear una superficie de capa base ultra plana para el grafeno.

Luego utilizaron la energía de la luz para generar un movimiento de electrones o plasmones en el grafeno. «Al iluminar el dispositivo de capa de grafeno de un solo átomo de espesor, fueron capaces de crear una onda de plasmón con una eficiencia sin precedentes en una absorción de luz casi perfecta del 94 por ciento en las» mareas «del campo eléctrico. Cuando insertaron moléculas de proteínas entre «Las cintas de grafeno y metal, fueron capaces de aprovechar la energía suficiente para ver capas individuales de moléculas de proteínas», se lee en el comunicado de prensa de la universidad.

Según Oh, él y su equipo estaban sorprendidos por la velocidad de absorción de la luz, que coincidía casi perfectamente con sus simulaciones de computadora.

Los científicos tienen la esperanza de que esta técnica mejorará en gran medida los diferentes dispositivos utilizados para detectar trastornos relacionados con el plegamiento incorrecto de proteínas.

Via: mining.com