Identifizierung von Molekülen , die mit Graphen- Sensor Risiken von Krebs erhöhen
Ein ultra Biosensor aus dem Wundermaterial Graphen hergestellt wurde genutzt, um Moleküle, die ein erhöhtes Risiko für die Entwicklung von Krebs zeigen, zu erkennen.
Dies ist ein Beispiel einer epitaktischen Graphen Kanal Biosensor für den Nachweis von ziel 8- hydroxydeoxyguanosine (8- OHdG ) Biomarker . (A) Schematische Darstellung der MLEG Gerät (B) dünner Film aus kovalent gebundenen Nitro Phenyl ( pHNO & sub2; ) Gruppen auf der MLEG Kanal . (C) Anbringen des ' Biorezeptor " Antikörper anti- 8- OHdG zum Amin termini MLEG Kanal und den anschließenden Nachweis von 8 - OHdG .
Credit: 2D- Materialien
Der Biosensor wurde gezeigt, dass mehr als fünf mal empfindlicher als Biotests derzeit in Verwendung ist, und war in der Lage , Ergebnisse in wenigen Minuten zu schaffen, schaffen die Möglichkeit einer schnellen , Point-of -Care- Diagnosewerkzeug für den Patienten.
Der Biosensor wurde in IOP Publishing Journal 2D- Materialien vorgestellt.
Um eine tragfähige bionsensor , die Forscher , von der Universität von Swansea zu entwickeln , musste gemusterten Graphen- Geräte mit einem großen Substratfläche , die nicht mit der herkömmlichen Technik, Peeling , wo Schichten von Graphen aus Graphit abgestreift möglich war, zu schaffen.
Stattdessen wurden sie auf einen Graphen Siliziumkarbidsubstrat unter extrem hohen Temperaturen und niedrigen Druck auf die Basis des Biosensors zu bilden. Die Forscher dann strukturiert Graphen- Geräte , Verwendung von Halbleiterverarbeitungstechniken, bevor Sie eine Reihe von Biorezeptor Moleküle an die Graphen- Geräte. Diese Rezeptoren konnten auf oder Ziel einem bestimmten Molekül vorhanden in Blut, Speichel oder Urin zu binden.
Das Molekül , 8- hydroxydeoxyguanosine (8- OHdG ) erzeugt wird , wenn die DNA beschädigt und in erhöhten Mengen , hat zu einem erhöhten Risiko der Entwicklung verschiedener Krebsarten in Verbindung gebracht worden . Jedoch 8- OHdG typischerweise in sehr niedrigen Konzentrationen im Urin vorhanden ist, so ist es sehr schwierig zu erkennen, unter Verwendung konventioneller Nachweisassays , enzymgekoppelte immunobsorbant Assays ( ELISAs) bekannt.
In ihrer Studie , die Forscher Röntgen-Photoelektronenspektroskopie und Raman-Spektroskopie , um zu bestätigen , dass die Biorezeptor Moleküle an die Graphen- Biosensor einmal hergestellt befestigt war, und dann belichtet den Biosensor auf einen Bereich von Konzentrationen von 8- OHdG .
Bei 8- OHdG den Biorezeptor Moleküle auf dem Sensor angebracht ist, gab es einen bemerkenswerten Unterschied in der Graphen- Kanalwiderstand , der die Forscher waren in der Lage zu erfassen .
Die Ergebnisse zeigten, dass die Graphen- Sensor zum Aufspüren von 8- OHdG Konzentrationen von nur 0,1 ng mL -1, das ist fast fünfmal empfindlicher gegenüber ELISAs war . Die Graphen- Biosensor war auch deutlich schneller auf den Nachweis der Zielmoleküle , Fertigstellung der Analyse in einer Angelegenheit von Minuten .
Moving forward , markieren die Forscher das Potenzial des Biosensors zur Diagnose und Überwachung einer ganzen Reihe von Krankheiten , wie es ist ganz einfach , die spezifischen Rezeptormoleküle auf der Graphen- Oberfläche zu ersetzen.
Co- Autor der Studie Dr. Owen Guy sagte: " Graphene hat hervorragende elektronischen Transporteigenschaften und verfügt über eine eigen hohen Oberflächen-zu - Volumen-Verhältnis , was es zu einem idealen Material für die Herstellung von Biosensoren zu machen.
Nun, da wir die ersten Proof-of -Concept- Biosensor geschaffen mit epitaktischen Graphen , werden wir schauen, um eine Reihe von verschiedenen Biomarkern mit verschiedenen Krankheiten und Zuständen sowie Erfassung einer Reihe von verschiedenen Biomarkern auf dem gleichen Chip assoziiert zu untersuchen. "