El grafeno surge como una nueva superficie versátil para ensamblar membranas celulares modelo que imitan las del cuerpo humano. con potencial para aplicaciones en sensores para comprender procesos biológicos, detección de enfermedades y detección de drogas.

Escribiendo en Comunicaciones de la naturaleza , investigadores de la Universidad de Manchester dirigidos por el Dr. Aravind Vijayaraghavan, y el Dr. Michael Hirtz en el Instituto de Tecnología de Karlsruhe (KIT), han demostrado que las membranas se pueden "escribir" directamente sobre una superficie de grafeno utilizando una técnica conocida como Nanolitografía Lipid Dip-Pen (L-DPN).

El cuerpo humano contiene 100 billones de células, cada uno de los cuales está envuelto en una membrana celular que es esencialmente una membrana de dos capas de fosfolípidos. Estas membranas celulares tienen una gran cantidad de proteínas, canales iónicos y otras moléculas incrustadas en ellos, cada uno realizando funciones vitales.

Es esencial, por lo tanto, estudiar y comprender estos sistemas, permitiendo así su aplicación en áreas como la biodetección, biocatálisis y administración de fármacos. Teniendo en cuenta que es difícil lograr esto mediante el estudio de células vivas dentro del cuerpo humano, Los científicos han desarrollado modelos de membranas celulares en superficies externas al cuerpo. estudiar los sistemas y procesos en condiciones más convenientes y accesibles.

El equipo del Dr. Vijayaraghavan en Manchester y sus colaboradores en KIT han demostrado que el grafeno es una superficie nueva y emocionante sobre la que ensamblar estos modelos de membranas. y aporta muchas ventajas en comparación con las superficies existentes.

El Dr. Vijayaraghavan dijo:"En primer lugar, los lípidos se esparcen uniformemente sobre el grafeno para formar membranas de alta calidad. El grafeno tiene propiedades electrónicas únicas; es un semi-metal con conductividad sintonizable.

"Cuando los lípidos contienen sitios de unión como la enzima llamada biotina, mostramos que se une activamente a una proteína llamada estreptavidina. También, cuando usamos lípidos cargados, hay una transferencia de carga de los lípidos al grafeno que cambia el nivel de dopaje en el grafeno. Todos estos juntos pueden explotarse para producir nuevos tipos de biosensores basados ​​en grafeno / lípidos ".

El Dr. Michael Hirtz (KIT) explica la técnica L-DPN:"La técnica utiliza una punta muy afilada con un vértice en el rango de varios nanómetros como un medio para escribir membranas lipídicas en superficies de una manera similar a lo que hace una pluma. con tinta sobre papel. El tamaño pequeño de la punta y la máquina de precisión que lo controla permite, por supuesto, patrones mucho más pequeños, más pequeño que las células, e incluso hasta la nanoescala ".

"Al emplear matrices de estas puntas, se pueden escribir varias mezclas diferentes de lípidos en paralelo, permitiendo patrones de tamaño subcelular con composición química diversa ".