Un destello de luz convierte el grafeno en un biosensor

El diagnóstico de enfermedades y la detección de toxinas, entre otros, son posibles con una nanoestructura de grafeno y ADN.

Los investigadores biomédicos sospechaban que el grafeno, un novedoso nanomaterial hecho de láminas de de átomos de carbono individuales, sería útil en varias aplicaciones, pero nadie había estudiado la interacción entre el grafeno y el ADN, la unidad mínima de todos los seres vivos. Para averiguar más, Zhiwen Tang y Yuehe Lin, del PNNL, junto colegas del PNNL y la Universidad de Princeton construyeron nanoestructuras de grafeno y ADN. Para realizar un seguimiento de la interacción, unieron una molécula fluorescente al ADN. Las pruebas mostraron que la fluorescencia se atenuaba considerablemente cuando el ADN sencillo se apoyaba sobre el grafeno, mientras que el ADN de doble hebra solo se oscurecía ligeramente; un indicativo de que el ADN sencillo mantenía una interacción más fuerte con el grafeno que el de doble hebra. Los investigadores estudiaron, a continuación, si podrían sacar partido de la diferencia de fluorescencia y enlace. Cuando añadieron ADN complementario a las estructuras de grafeno y ADN sencillo, observaron que la fluorescencia volvía a brillar. Esto sugirió que los dos ADN se entrelazaban dejando la superficie del grafeno como una nueva molécula.

Los investigadores proponen que la capacidad del ADN para conmutar el interruptor de luz fluorescente entre las posiciones de encendido y apagado al estar cerca del grafeno se podría utilizar para crear un biosensor. Las posibles aplicaciones de un biosensor de grafeno y ADN incluyen el diagnóstico de enfermedades como el cáncer, la detección de toxinas en alimentos contaminados y la detección de patógenos de armas biológicas. Otras pruebas revelaron también que el ADN sencillo, unido al grafeno era menos propenso a ser dividido por las enzimas, lo que hace especialmente estables las estructuras de grafeno y ADN. Esto podría dar lugar a sistemas de administración de fármacos para la terapia génica. Tang hablará de esta investigación y de algunas de sus posibles aplicaciones en medicina, seguridad alimentaria y biodefensa.

Fuente: Eureka Alert