O grafeno surge como uma nova superfície versátil para montar modelos de membranas celulares que imitam as do corpo humano, com potencial para aplicações em sensores para a compreensão de processos biológicos, detecção de doenças e triagem de drogas.

Escrevendo em Nature Communications , pesquisadores da Universidade de Manchester liderados pelo Dr. Aravind Vijayaraghavan, e o Dr. Michael Hirtz do Instituto de Tecnologia de Karlsruhe (KIT), demonstraram que as membranas podem ser diretamente "escritas" em uma superfície de grafeno usando uma técnica conhecida como Lipid Dip-Pen Nanolithography (L-DPN).

O corpo humano contém 100 trilhões de células, cada um dos quais é envolvido por uma membrana celular que é essencialmente uma membrana de dupla camada de fosfolipídios. Essas membranas celulares têm uma infinidade de proteínas, canais iônicos e outras moléculas embutidas neles, cada um desempenhando funções vitais.

É essencial, Portanto, para estudar e compreender esses sistemas, permitindo assim sua aplicação em áreas como bio-sensoriamento, bio-catálise e entrega de drogas. Considerando que é difícil conseguir isso estudando células vivas dentro do corpo humano, cientistas desenvolveram modelos de membranas celulares em superfícies fora do corpo, estudar os sistemas e processos em condições mais convenientes e acessíveis.

A equipe do Dr. Vijayaraghavan em Manchester e seus colaboradores no KIT mostraram que o grafeno é uma nova superfície empolgante na qual montar essas membranas modelo, e traz muitas vantagens em comparação com as superfícies existentes.

O Dr. Vijayaraghavan disse:"Em primeiro lugar, os lipídios se espalham uniformemente no grafeno para formar membranas de alta qualidade. O grafeno tem propriedades eletrônicas únicas; é um semimetal com condutividade ajustável.

"Quando os lipídios contêm sítios de ligação, como a enzima chamada biotina, mostramos que ele se liga ativamente a uma proteína chamada estreptavidina. Também, quando usamos lipídios carregados, há transferência de carga dos lipídios para o grafeno, que altera o nível de dopagem no grafeno. Todos estes juntos podem ser explorados para produzir novos tipos de bio-sensores baseados em grafeno / lipídios. "

O Dr. Michael Hirtz (KIT) explica a técnica L-DPN:"A técnica utiliza uma ponta muito afiada com um ápice na faixa de vários nanômetros como um meio de escrever membranas lipídicas em superfícies de maneira semelhante ao que uma caneta de pena faz com tinta no papel. O tamanho pequeno da ponta e a precisão da máquina que a controla permite, é claro, padrões muito menores, menor do que as células, e até mesmo em nanoescala. "

"Ao empregar matrizes dessas pontas, várias misturas diferentes de lipídios podem ser escritas em paralelo, permitindo padrões de tamanhos subcelulares com composição química diversa. "