Disulfuro de molibdeno (MoS2 ) ha llamado recientemente la atención entre los investigadores de ciencias de materiales debido a su capacidad para formar nanohojas bidimensionales como el grafeno. Las nanohojas se crean mediante el apilamiento de capas S-Mo-S que interactúan mediante interacciones de Van der Waals.
Además, las propiedades estructurales, ópticas, térmicas y electroquímicas únicas del MoS2 han abierto múltiples vías de investigación en varios campos, incluido el desarrollo de plataformas de detección de biomoléculas y sustancias químicas, optoelectrónica, supercondensadores y baterías.
Tradicionalmente, las nanoestructuras de carbono se han empleado como plataforma de inmovilización del ADN. Para sustituir el carbono por MoS2 Como sensor electroquímico de ADN eficaz, la conductividad eléctrica del MoS2 necesita mejorarse considerablemente.
En este contexto, la profesora asociada Eunah Kang y el Sr. Youngjun Kim de la Escuela de Ingeniería Química y Ciencia de Materiales de la Universidad Chung-Ang (Corea) han ideado recientemente una solución elegante. El dúo ha desarrollado un biosensor de ADN electroquímico utilizando una nanocebolla grafítica/disulfuro de molibdeno (MoS2 ) compuesto de nanoláminas, que detecta eficazmente el virus del papiloma humano (VPH)-16 y el VPH-18, y puede servir como diagnóstico temprano del cáncer de cuello uterino.
"Las nanocebollas poseen sp2 grafítico estructuras y se derivan de sp3 cristalinos. nanodiamantes mediante recocido térmico o irradiación láser", explica el Dr. Kang. Su avance se publicó en el Journal of Nanobiotechnology .
El dúo de investigadores preparó la nueva superficie del electrodo para sondear la quimisorción del ADN permitiendo la conjugación química entre dos grupos funcionales:enlaces acilo en las superficies de nanocebollas funcionalizadas y grupos amina presentes en el MoS2 modificado. nanohojas.
Los experimentos de voltametría cíclica revelaron que un electrodo compuesto 1:1 tenía una forma rectangular mejorada en comparación con la de un MoS2 electrodo de nanohoja. "Esto indicó la naturaleza amorfa de las nanocebollas con capas de carbono curvadas que facilitaron una mejora en la conductividad electrónica en comparación con el MoS2 nanosheet sola", destaca el Dr. Kang.
Además, el dúo midió la sensibilidad de su novedoso dispositivo biosensor de ADN electroquímico hacia el VPH-16 y el VPH-18 empleando la técnica de voltamperometría de pulso diferencial (DPV) en presencia de azul de metileno (MB) como indicador redox. El Dr. Kang dice:"El pico de corriente de DPV se redujo después de la quimisorción del ADN de la sonda y la hibridación del ADN objetivo. Dado que el ADN hibridado era bicatenario, indujo una intercalación electrostática de MB menos efectiva, lo que resultó en un pico de oxidación más bajo".
El dúo descubrió que, en comparación con el MoS2 electrodo nanosheet, la nano-cebolla/MoS2 El electrodo compuesto de nanohojas alcanzó picos de corriente más altos, lo que indica un mayor cambio en el pico diferencial. Esto se atribuyó a una mayor transferencia de electrones conductivos debido a la nanocebolla.
En particular, el sensor propuesto detectó los ADN diana producidos a partir de las líneas celulares cancerosas HPV-16 y HPV-18 Siha y Hela de manera efectiva y con alta especificidad. En consecuencia, MoS2 Las nanoláminas con conductividad eléctrica mejorada facilitada por la complejación con nanocebollas proporcionan una plataforma adecuada para desarrollar biosensores electroquímicos eficaces y eficientes para el diagnóstico temprano de una amplia variedad de dolencias, incluido el cáncer de cuello uterino.
Además, la combinación de nanocebollas o nanodiamantes con diferentes biomateriales orgánicos puede facilitar la funcionalidad química, la conductividad de la transferencia de electrones, la absorción de luz y más. Estos, a su vez, pueden conducir a una detección innovadora de enfermedades, sistemas de administración de fármacos específicos e imágenes y diagnósticos biomédicos.
Más información: Youngjun Kim et al, Un compuesto de nanohojas de nanocebolla grafítica/disulfuro de molibdeno como plataforma para biosensores de ADN de detección de cáncer asociados al VPH, Journal of Nanobiotechnology (2023). DOI:10.1186/s12951-023-01948-6
Proporcionado por la Universidad Chung Ang
