Grafenowy superczujnik

[KopalniaWiedzy.pl 357]

Niezwykle czuły grafenowy biosensor umożliwia wczesne diagnozowanie pacjentów narażonych na rozwój nowotworów. Wstępne testy wykazały, że jest on 5-krotnie bardziej czuły niż obecnie wykorzystywane testy, a cała procedura trwa kilka minut.

 

Uczeni z University of Swansea najpierw hodowali grafen na podłożu z węglika krzemu, które poddano działaniu wysokiej temperatury i niskiemu ciśnieniu. Następnie nadrukowali na grafenie odpowiedni wzór i dołączyli doń molekuły receptorów, które łączą się ze specyficznymi molekułami w krwi, ślinie lub moczu.

 

Czujnik wykrywa obecność 8-hydrooksydeoksyguanozyny (8-OHdG), która pojawia się, gdy DNA ulega uszkodzeniu. Zwiększony poziom 8-OHdG wskazuje na ryzyko rozwoju różnych rodzajów nowotworów. Jednak poziom tego związku w moczu jest zwykle tak niski, że trudno go w ogóle wykryć tradycyjnymi testami.

 

Gdy 8-OHdG połączyła się z molekułami bioreceptora, zauważalnie zmieniła się oporność elektryczna grafenu, co naukowcy mogli dokładnie zmierzyć. Testy wykazały, że nowe urządzenie wykrywa wspomniany związek w stężeniu 0,1 ng/mL-1. Jest zatem pięciokrotnie bardziej czułe od innych testów, a przy tym działa znacznie szybciej. Grafen ma bardzo dobre właściwości elektryczne i niezwykle wysoki stosunek powierzchni do objętości, co czyni go idealnym materiałem do produkcji bioczujników. Stworzyliśmy pierwszy prototypowy bioczujnik korzystający z epitaksjalnego grafenu. Mamy zamiar prowadzić badania nad różnymi biomarkerami powiązanymi z różnymi chorobami. Chcemy też, by pojedynczy grafenowy chip mógł wykrywać różne biomarkery.