Em diagnósticos clínicos, é fundamental monitorar biomoléculas de uma forma simples, maneira rápida e sensível. Os médicos costumam monitorar os anticorpos porque essas pequenas proteínas se ligam aos antígenos, ou substâncias estranhas, que enfrentamos todos os dias. A maioria das biomoléculas, Contudo, têm características de carga complicadas, e a resposta do sensor de sistemas convencionais de nanotubos de carbono pode ser errática. Uma equipe no Japão revelou recentemente como esses sistemas funcionam e propôs mudanças para melhorar drasticamente a detecção de biomoléculas. Eles relatam suas descobertas no Journal of Applied Physics .

Esses pesquisadores demonstraram uma nova técnica para detectar, medir e analisar biomoléculas com distribuições de carga não homogêneas, ajustando a solução na qual monitoram a biomolécula. Eles usaram transistores de filme fino de nanotubos de carbono (CNT-TFTs) para determinar a quantidade precisa de uma biomolécula específica em um espécime.

Os biossensores CNT-TFT usam receptores de anticorpos imunes chamados aptâmeros para detectar a carga elétrica líquida da parte da molécula alvo. Depois que os cientistas identificam uma molécula, um anticorpo é feito para se ligar a ele em solução. Esse anticorpo então se conecta a um aptâmero em uma película fina de nanotubos de carbono que converte a conexão em um sinal elétrico para detecção do sensor. Com esta resposta aprimorada do sensor, os pesquisadores podem determinar o comprimento de Debye, ou a distância entre uma carga pontual e a molécula, para mapear as distribuições de carga desiguais de uma molécula.

O grupo descobriu que precisava observar como as cargas eram distribuídas perto da superfície de uma molécula para entender o complicado comportamento do sinal do sensor. "Apesar de ser a mesma molécula alvo, as polaridades da resposta do sensor são completamente diferentes de positiva ou negativa, "disse Ryota Negishi, um autor no papel.

"Conseguimos a melhoria da faixa dinâmica usando baixa concentração de solução tampão, "Negishi disse." Como resultado, esclarecemos o mecanismo de resposta complicada do sensor, que não foi esclarecido em relatórios anteriores. "

Muitas características diferentes de um experimento podem afetar o comprimento de Debye de uma molécula, portanto, esses resultados são promissores para controlar ainda mais os sensores e modificar sua faixa dinâmica.

Próximo, Negishi e seus colegas esperam encontrar uma maneira de usar suas descobertas em cenários mais da vida real. "Para aplicação prática, é essencial desenvolver uma tecnologia de detecção que possa ser detectada em condições de alta concentração próximas ao sangue. "