Kanser Biyobelirteçleri Yeni Grafen Sensör Sayesinde Tespit Edilebiliyor
Fotoğraf : Hedeflenen 8-hidroksideoksiguanozin (8-OHdG) biyobelirteç tespiti için bir epitaksiyel grafen kanalı biyosensörünün çizimi. (A) MLEG cihazının şeması. (B) MLEG kanalı üzerinde kovalent olarak bağlanmış nitro fenil (PhNO2) gruplarının ince filmi.(C) ‘Biyoreseptör’ antikor anti-8-OHdG’nin amin sonlu MLEG kanalına eklenmesi ve ardından 8-OHdG’nin tespiti. Kaynak: Z Tehrani ve diğerleri 2014 2D Mater. 1 025004; doi:10.1088/2053-1583/1/2/025004
Swansea Üniversitesi’nden bilim insanları, kanser gelişim riskinin arttığını gösteren molekülleri tespit edebilen ultra hassas bir grafen biyosensörü geliştirdiler.
Biyosensörün şu anda kullanımda olan biyo-tahlil testlerinden beş kat daha hassas olduğu ve birkaç dakika içinde sonuç verebildiği gösterilmiştir. Biyosensör, 19 Eylül’de IOP Publishing’in 2D Materials dergisinde sunuldu.
Uygulanabilir bir biyosensör geliştirmek için, Swansea Üniversitesi’nden araştırmacılar, grafen katmanlarının grafitten sıyrıldığı geleneksel eksfoliasyon tekniğini kullanarak mümkün olmayan geniş bir substrat alanı kullanarak desenli grafen cihazları oluşturmak zorunda kaldılar.
Bunun yerine, biyosensörün temelini oluşturmak için aşırı yüksek sıcaklıklar ve düşük basınç altında bir silikon karbür substrat üzerinde grafen büyüttüler. Araştırmacılar daha sonra grafen cihazlarına bir dizi biyoreseptör molekülü eklemeden önce yarı iletken işleme tekniklerini kullanarak grafen cihazlarını modellediler. Bu reseptörler kanda, tükürükte veya idrarda bulunan spesifik bir moleküle bağlanabiliyor veya onu hedefleyebiliyordu.
8-hidroksideoksiguanozin (8-OHdG) molekülü DNA hasar gördüğünde yüksek seviyelerde üretilir, çeşitli kanserlerin gelişme riskinin artmasıyla bağlantılıdır. Bununla birlikte, 8-OHdG tipik olarak idrarda çok düşük konsantrasyonlarda bulunur, bu nedenle enzim bağlantılı immünosorbent deneyleri (ELISA’lar) olarak bilinen geleneksel tespit deneylerini kullanarak tespit etmek çok zordur.
Araştırmacılar yürüttükleri çalışmalarda, biyoreseptör moleküllerinin üretildikten sonra grafen biyosensörüne bağlandığını doğrulamak için X-ışını fotoelektron spektroskopisi ve Raman spektroskopisi kullandılar. Daha sonra biyosensörü bir dizi 8-OHdG konsantrasyonuna maruz bırakarak gözlem yaptılar.
Sensördeki biyoreseptör moleküllerine 8-OHdG eklendiğinde grafen kanal direncinin değeri, araştırmacıların kaydetmeyi başardıkları kayda değer bir farka sahipti.
Sonuçlar, grafen sensörünün, ELISA’lara kıyasla neredeyse beş kat daha hassas olan 0,1 ng mL-1 kadar düşük 8-OHdG konsantrasyonlarını tespit edebildiğini gösterdi. Grafen biyosensörü ayrıca hedef molekülleri tespit etmede oldukça hızlıydı ve analizi birkaç dakika içinde tamamladı.
Geleceğe yönelik adımlar göz önüne alındığında araştırmacılar biyosensörün birçok hastalığı teşhis etme ve izleme potansiyelini vurguluyor çünkü grafen yüzeyindeki spesifik reseptör moleküllerini değiştirmek oldukça basit.
Çalışmanın ortak yazarı Dr. Owen Guy şunları söyledi: “Grafen, mükemmel bir elektronik taşıma özellikliğine sahiptir ve özünde yüksek yüzey-hacim oranına sahiptir. Bu yüzden biyosensörlerin üretimi için ideal bir malzeme olarak düşünülebilir.”
“Şimdilerde epitaksiyel grafen kullanarak ilk defa biyosensör kavramını kanıtlamayı başardık. Aynı çip üzerinde birçok farklı biyobelirteç tespit etmenin yanı sıra, farklı hastalıklar ve durumlarla ilişkili birçok farklı biyobelirteçleri araştırmaya çalışacağız.”
Kaynak: scitechdaily.com
