Um biossensor ultrassensível feito do material maravilhoso grafeno tem sido usado para detectar moléculas que indicam um risco aumentado de desenvolver câncer.

O biossensor demonstrou ser mais de cinco vezes mais sensível do que os testes de bioensaios atualmente em uso, e foi capaz de fornecer resultados em questão de minutos, abrindo a possibilidade de um rápido, ferramenta de diagnóstico point-of-care para pacientes.

O biossensor foi apresentado hoje, 19 de setembro, no jornal da IOP Publishing Materiais 2D .

Para desenvolver um bionsensor viável, Os pesquisadores, da University of Swansea, teve que criar dispositivos de grafeno padronizados usando uma grande área de substrato, o que não era possível usando a técnica de esfoliação tradicional, onde camadas de grafeno são removidas do grafite.

Em vez de, eles cresceram grafeno em um substrato de carboneto de silício sob temperaturas extremamente altas e baixa pressão para formar a base do biossensor. Os pesquisadores então padronizaram dispositivos de grafeno, usando técnicas de processamento de semicondutores, antes de anexar uma série de moléculas bioreceptoras aos dispositivos de grafeno. Esses receptores foram capazes de se ligar a, ou alvo, uma molécula específica presente no sangue, saliva ou urina.

A molécula, 8-hidroxidesoxiguanosina (8-OHdG), é produzido quando o DNA é danificado e, em níveis elevados, tem sido associada a um risco aumentado de desenvolver vários tipos de câncer. Contudo, 8-OHdG está normalmente presente em concentrações muito baixas na urina, portanto, é muito difícil de detectar usando ensaios de detecção convencionais, conhecidos como ensaios de imunobiossorção enzimática (ELISAs).

Em seu estudo, os pesquisadores usaram espectroscopia de fotoelétrons de raios-X e espectroscopia Raman para confirmar que as moléculas bioreceptoras se ligaram ao biossensor de grafeno uma vez fabricado, e então expôs o biossensor a uma gama de concentrações de 8-OHdG.

Quando 8-OHdG anexado às moléculas bioreceptoras no sensor, havia uma diferença notável na resistência do canal de grafeno, que os pesquisadores puderam registrar.

Os resultados mostraram que o sensor de grafeno foi capaz de detectar concentrações de 8-OHdG tão baixas quanto 0,1 ng mL-1, que é quase cinco vezes mais sensível em comparação com ELISAs. O biossensor de grafeno também foi consideravelmente mais rápido na detecção das moléculas alvo, completar a análise em questão de minutos.

Seguindo em frente, os pesquisadores destacam o potencial do biossensor para diagnosticar e monitorar toda uma gama de doenças, pois é bastante simples substituir as moléculas receptoras específicas na superfície do grafeno.

O co-autor do estudo, Dr. Owen Guy, disse:"O grafeno tem excelentes propriedades de transporte eletrônico e uma relação superfície-volume intrinsecamente alta, o que o torna um material ideal para a fabricação de biossensores.

Agora que criamos o primeiro biossensor de prova de conceito usando grafeno epitaxial, procuraremos investigar uma gama de diferentes biomarcadores associados a diferentes doenças e condições, além de detectar uma série de biomarcadores diferentes no mesmo chip. "