استفاده از طلا و گرافن در حسگرهای زیستی برای تشخیص بیماریها

گلدمگ:در مقاله ای که در ژورنال Nature Nanotechnology منتشر شد ، دانشمندان دانشگاه مینه سوتا توضیح دادند که چگونه آنها حسگرهای زیستی حساس به حساسیت زیادی را ایجاد کرده اند که قادر به بررسی ساختارهای پروتئینی است و بنابراین می تواند اختلالات مربوط به غلط خوردن پروتئین را تشخیص دهد.

این اختلالات از بیماری آلزایمر در انسان گرفته تا بیماری در حیوانات متغیر است.

سانگ هیون اوه ، محقق ارشد تحقیق ، در بیانیه رسانه ای گفت: "برای شناسایی و درمان بسیاری از بیماری ها ، باید مولکول های پروتئین را در مقادیر بسیار کمی شناسایی کرده و ساختار آنها را درک کنیم." وی افزود: "در حال حاضر ، چالش های فنی زیادی برای این فرآیند وجود دارد. ما امیدواریم که دستگاه ما با استفاده از گرافن و یک فرآیند تولید منحصر به فرد ، تحقیقات اساسی را فراهم کند که می تواند به غلبه بر این چالش ها کمک کند. "

اوه توضیح داد که گرافن ، نوعی گرافیت با کیفیت بالا که به یک ماده ساخته شده از یک لایه اتم کربن تبدیل می شود ، قبلاً در حسگرهای زیستی استفاده شده است. مشکل این بوده است که ضخامت منفرد اتم قابل توجه آن هنگام تابش از نور با نور ارتباط متقابل ندارد. جذب نور و تبدیل آن به میدان های الکتریکی محلی برای تشخیص مقدار کمی از مولکول ها هنگام تشخیص بیماری ها ضروری است.

به گفته این دانشمند ، تحقیقات قبلی با استفاده از ساختارهای نانو گرافن مشابه تنها میزان جذب نور کمتر از 10٪ را نشان داده است.

با این حال ، در مطالعه جدید خود ، محققان UMN گرافن را با روبان های فلزی به اندازه نانو ترکیب کردند. آنها با استفاده از نوار چسب و یک تکنیک نانو ساخت پیشرفته به نام "سلب قالب" ، توانستند یک سطح لایه پایه بسیار تخت برای گرافن ایجاد کنند.

آنها سپس از انرژی نور برای تولید حرکت کاهشی الکترونها یا پلاسمونها در گرافن استفاده کردند. وی افزود: "با تابش نور به دستگاه لایه گرافن با ضخامت یک اتم ، آنها توانستند موج پلاسمونی با کارایی بی سابقه در جذب نوری کامل 94 درصد در" امواج جزر و مدی "یک میدان الکتریکی ایجاد کنند. هنگامی که آنها مولکولهای پروتئین را بین روبانهای گرافن و فلز قرار دادند ، آنها توانستند انرژی کافی را برای مشاهده تک لایه مولکولهای پروتئین مهار کنند. "

به گفته اوه ، او و تیمش از میزان جذب نور که تقریباً کاملاً شبیه سازی شبیه سازی رایانه ای آنها را دارد ، شگفت زده شدند.

دانشمندان امیدوارند که این روش دستگاه های مختلفی را که برای تشخیص اختلالات مربوط به بد پوشاندن پروتئین استفاده می شود ، تا حد زیادی بهبود بخشد