Dissulfeto de molibdênio (MoS₂ ) recentemente atraiu a atenção entre os pesquisadores da ciência dos materiais devido à sua capacidade de formar nanofolhas bidimensionais como o grafeno. As nanofolhas são criadas pelo empilhamento de camadas S – Mo – S interagindo por meio de interações de Van der Waals.



Além disso, as propriedades estruturais, ópticas, térmicas e eletroquímicas únicas do MoS₂ abriram vários caminhos de pesquisa em vários campos, incluindo o desenvolvimento de detecção de biomoléculas e plataformas de detecção química, optoeletrônica, supercapacitores e baterias.

Tradicionalmente, as nanoestruturas de carbono têm sido empregadas como plataforma de imobilização do DNA. Para substituir o carbono por MoS₂ como um sensor eletroquímico de DNA eficaz, a condutividade elétrica do MoS₂ precisa ser melhorado consideravelmente.

Neste contexto, o professor associado Eunah Kang e o Sr. Youngjun Kim, da Escola de Engenharia Química e Ciência de Materiais da Universidade Chung-Ang, na Coreia, apresentaram recentemente uma solução elegante. A dupla desenvolveu um biossensor eletroquímico de DNA usando um dissulfeto de nano-cebola/molibdênio grafítico (MoS₂ ) composto de nanofolhas, que detecta efetivamente o papilomavírus humano (HPV)-16 e HPV-18 e pode servir como um diagnóstico precoce de câncer cervical.

"Nano-cebolas possuem sp grafítico₂ estruturas e são derivadas de sp cristalino₃ nanodiamantes por recozimento térmico ou irradiação a laser", explica o Dr. Kang. Sua descoberta foi publicada no Journal of Nanobiotechnology .

A dupla de pesquisadores preparou a nova superfície do eletrodo para sondar a quimissorção de DNA, permitindo a conjugação química entre dois grupos funcionais:ligações acil nas superfícies de nano-cebolas funcionalizadas e grupos amina presentes no MoS modificado₂ nanofolhas.

Experimentos de voltametria cíclica revelaram que um eletrodo composto 1:1 tinha uma forma retangular melhorada em comparação com um MoS₂ eletrodo de nanofolha. "Isso indicou a natureza amorfa das nano-cebolas com camadas curvas de carbono que facilitaram um aumento na condutividade eletrônica em comparação com MoS₂ nanosheet sozinho", destaca o Dr. Kang.

Além disso, a dupla mediu a sensibilidade de seu novo dispositivo biossensor eletroquímico de DNA em relação ao HPV-16 e HPV-18, empregando a técnica de voltametria de pulso diferencial (DPV) na presença de azul de metileno (MB) como indicador redox. Dr. Kang diz:"O pico de corrente DPV foi reduzido após a quimissorção do DNA da sonda e a hibridização do DNA alvo. Como o DNA hibridizado era de fita dupla, ele induziu intercalação eletrostática MB menos eficaz, resultando em um pico de oxidação mais baixo."

A dupla descobriu que, comparado ao MoS₂ eletrodo de nanofolha, a nano-cebola/MoS₂ O eletrodo compósito nanosheet atingiu picos de corrente mais altos, indicando uma maior mudança no pico diferencial. Isto foi atribuído a uma transferência de elétrons condutiva aprimorada devido à nano-cebola.

Notavelmente, os DNAs alvo produzidos a partir das linhas celulares de câncer HPV-16 e HPV-18 Siha e Hela foram detectados pelo sensor proposto de forma eficaz e com alta especificidade. Consequentemente, MoS₂ nanofolhas com condutividade elétrica melhorada facilitada pela complexação com nano-cebolas fornecem uma plataforma adequada para o desenvolvimento de biossensores eletroquímicos eficazes e eficientes para o diagnóstico precoce de uma ampla variedade de doenças, incluindo o câncer cervical.

Além disso, a combinação de nano-cebolas ou nanodiamantes com diferentes biomateriais orgânicos pode facilitar a funcionalidade química, a condutividade de transferência de elétrons, a absorção de luz e muito mais. Estes, por sua vez, podem levar a detecção inovadora de doenças, sistemas direcionados de administração de medicamentos e imagens e diagnósticos biomédicos.

Mais informações: Youngjun Kim et al, Um composto de nanofolha de nano-cebola/dissulfeto de molibdênio grafítico como uma plataforma para biossensores de DNA para detecção de câncer associado ao HPV, Journal of Nanobiotechnology (2023). DOI:10.1186/s12951-023-01948-6
Fornecido pela Universidade Chung Ang