p As maravilhas do grafeno são inúmeras - ele pode permitir componentes eletrônicos flexíveis, aumentar a capacidade da célula solar, filtrar as partículas subatômicas mais finas e revolucionar as baterias. Agora, o "supermaterial" pode um dia ser usado para testar a esclerose lateral amiotrófica, ou ALS - um progressivo, doença neurodegenerativa que é diagnosticada principalmente pela exclusão de outros distúrbios, de acordo com uma nova pesquisa da Universidade de Illinois em Chicago publicada em Materiais e interfaces aplicados ACS . p Quando o líquido cefalorraquidiano de pacientes com ELA foi adicionado ao grafeno, produziu uma mudança distinta e diferente nas características vibracionais do grafeno em comparação com quando o fluido de um paciente com esclerose múltipla foi adicionado ou quando o fluido de um paciente sem doença neurodegenerativa foi adicionado ao grafeno. Essas mudanças distintas previram com precisão de que tipo de paciente o fluido veio - um com ALS, MS ou nenhuma doença neurodegenerativa.

p O grafeno é um material com a espessura de um átomo feito de carbono. Cada átomo de carbono está ligado aos átomos de carbono vizinhos por ligações químicas. A elasticidade dessas ligações produz vibrações ressonantes, também conhecido como fônons, que pode ser medido com muita precisão. Quando uma molécula interage com o grafeno, ele muda essas vibrações ressonantes de uma maneira muito específica e quantificável.

p "O grafeno tem apenas um átomo de espessura, então, uma molécula em sua superfície em comparação é enorme e pode produzir uma mudança específica na energia do fônon do grafeno, que podemos medir, "disse Vikas Berry, professor associado e chefe de engenharia química na UIC College of Engineering e autor do artigo. Mudanças nas características vibracionais do grafeno dependem das características eletrônicas únicas da molécula adicionada, conhecido como seu "momento dipolo".

p "Podemos determinar o momento de dipolo da molécula adicionada ao grafeno medindo as mudanças na energia do fônon do grafeno causadas pela molécula, "Berry explicou.

p Berry e seus colegas usaram o grafeno para identificar se o líquido cefalorraquidiano era de um paciente com ELA ou esclerose múltipla - duas doenças neurodegenerativas progressivas - ou de alguém sem doença neurodegenerativa. Uma vez que não há teste definitivo para ALS, um teste diagnóstico objetivo ajudaria os pacientes a começar a receber tratamento mais cedo para retardar a doença.

p O líquido cefalorraquidiano foi obtido do Human Brain and Spinal Fluid Resource Center, que armazena fluidos e tecidos de indivíduos falecidos. Baga, Dr. Ankit Mehta, professor assistente de neurocirurgia e diretor de oncologia espinhal na UIC College of Medicine, e seus colegas testaram o líquido cefalorraquidiano de sete pessoas sem doença neurodegenerativa; de 13 pessoas com ALS; de três pessoas com esclerose múltipla e de três pessoas com uma doença neurodegenerativa desconhecida.

p "Vimos mudanças únicas e distintas nas energias do fônon do grafeno, dependendo se o fluido era de alguém com ALS, esclerose múltipla ou alguém sem doença neurodegenerativa, "Berry disse." Nós também fomos capazes de determinar se o fluido era de alguém com mais de 55 anos ou menos de 55 quando testamos o líquido cefalorraquidiano de pacientes com ELA. Achamos que a diferença que vemos entre pacientes mais velhos e mais jovens com ELA é impulsionada por assinaturas bioquímicas únicas que estamos captando e que se correlacionam com ELA hereditária, que geralmente produz sintomas antes dos 55 anos, e o que é conhecido como ELA esporádica, que ocorre mais tarde na vida. "

p Berry acredita que o grafeno está captando as bioassinaturas únicas - combinações de proteínas, e outras biomoléculas - presentes no líquido cefalorraquidiano de indivíduos com diferentes doenças.

p "As propriedades eletrônicas do grafeno foram amplamente estudadas, mas só recentemente começamos a examinar suas propriedades fonônicas como forma de detectar doenças, "Berry disse." E acontece que o grafeno é um detector extremamente versátil e preciso de bioassinaturas de doenças encontradas tanto no líquido cefalorraquidiano quanto nas células inteiras. "