Una ilustración de un biosensor de canal de grafeno epitaxial para la detección de biomarcador de 8-hidroxidesoxiguanosina (8-OHdG) dirigido. (A) Esquema del dispositivo MLEG (B) Película delgada de grupos nitrofenilo (PhNO2) unidos covalentemente en el canal MLEG. (C) Unión del anticuerpo "biorreceptor" anti-8-OHdG al canal MLEG terminado en amina y posterior detección de 8-OHdG. Crédito: Materiales 2D
Se ha utilizado un biosensor ultrasensible hecho del maravilloso material grafeno para detectar moléculas que indican un mayor riesgo de desarrollar cáncer.
Se ha demostrado que el biosensor es más de cinco veces más sensible que las pruebas de bioensayo que se utilizan actualmente. y pudo proporcionar resultados en cuestión de minutos, abriendo la posibilidad de un rápido, herramienta de diagnóstico en el punto de atención para pacientes.
El biosensor se ha presentado hoy, 19 de septiembre en el diario de IOP Publishing Materiales 2D .
Para desarrollar un bionsensor viable, los investigadores, de la Universidad de Swansea, tuvo que crear dispositivos de grafeno con patrones utilizando una gran área de sustrato, lo cual no fue posible usando la técnica de exfoliación tradicional donde las capas de grafeno se quitan del grafito.
En lugar de, cultivaron grafeno sobre un sustrato de carburo de silicio a temperaturas extremadamente altas y baja presión para formar la base del biosensor. Luego, los investigadores diseñaron dispositivos de grafeno, utilizando técnicas de procesamiento de semiconductores, antes de unir una serie de moléculas de biorreceptores a los dispositivos de grafeno. Estos receptores pudieron unirse a, o objetivo, una molécula específica presente en la sangre, saliva u orina.
La molécula, 8-hidroxidesoxiguanosina (8-OHdG), se produce cuando el ADN está dañado y, en niveles elevados, se ha relacionado con un mayor riesgo de desarrollar varios cánceres. Sin embargo, La 8-OHdG suele estar presente en concentraciones muy bajas en la orina, por lo que es muy difícil de detectar utilizando ensayos de detección convencionales, conocidos como ensayos inmunobsorbentes ligados a enzimas (ELISA).
En su estudio, Los investigadores utilizaron espectroscopía fotoelectrónica de rayos X y espectroscopía Raman para confirmar que las moléculas del biorreceptor se habían adherido al biosensor de grafeno una vez fabricado. y luego expuso el biosensor a un rango de concentraciones de 8-OHdG.
Cuando 8-OHdG se une a las moléculas del biorreceptor en el sensor, hubo una diferencia notable en la resistencia del canal de grafeno, que los investigadores pudieron registrar.
Los resultados mostraron que el sensor de grafeno era capaz de detectar concentraciones de 8-OHdG tan bajas como 0.1 ng mL-1, que es casi cinco veces más sensible en comparación con los ELISA. El biosensor de grafeno también fue considerablemente más rápido para detectar las moléculas objetivo, completar el análisis en cuestión de minutos.
Avanzando Los investigadores destacan el potencial del biosensor para diagnosticar y controlar una amplia gama de enfermedades, ya que es bastante sencillo sustituir las moléculas receptoras específicas en la superficie del grafeno.
El coautor del estudio, el Dr. Owen Guy, dijo:"El grafeno tiene excelentes propiedades de transporte electrónico y una relación intrínsecamente alta de superficie a volumen, lo que lo convierte en un material ideal para la fabricación de biosensores.
Ahora que hemos creado el primer biosensor de prueba de concepto utilizando grafeno epitaxial, buscaremos investigar una variedad de diferentes biomarcadores asociados con diferentes enfermedades y condiciones, además de detectar varios biomarcadores diferentes en el mismo chip ".
