石墨烯和金現(xiàn)在被用于超靈敏的生物傳感器中，以近乎完美的效率在分子水平上檢測(cè)疾病。在Nature Nanotechnology雜志上發(fā)表的一篇論文中，明尼蘇達(dá)大學(xué)的科學(xué)家解釋了他們?nèi)绾伍_發(fā)出能夠探測(cè)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的超靈敏生物傳感器，因此能夠檢測(cè)出與蛋白質(zhì)錯(cuò)誤折疊相關(guān)的疾病。

這些疾病包括人類的阿爾茨海默病，慢性消耗性疾病和動(dòng)物的瘋牛病。

“為了檢測(cè)和治療許多疾病，我們需要檢測(cè)非常少量的蛋白質(zhì)分子并了解它們的結(jié)構(gòu)，”該研究的首席研究員Sang-Hyun Oh在一份媒體聲明中說。“目前，該流程存在許多技術(shù)挑戰(zhàn)。我們希望我們使用石墨烯的設(shè)備和獨(dú)特的制造工藝將提供有助于克服這些挑戰(zhàn)的基礎(chǔ)研究。

哦，他解釋說，石墨烯是一種高質(zhì)量的石墨，它“發(fā)展”成由單層碳原子制成的材料，已經(jīng)被用于生物傳感器。問題在于，當(dāng)通過它發(fā)光時(shí)，其顯著的單原子厚度不會(huì)與光有效地相互作用。在診斷疾病時(shí)，光吸收和向局部電場的轉(zhuǎn)換對(duì)于檢測(cè)少量分子是必不可少的。

據(jù)該科學(xué)家稱，以前使用類似石墨烯納米結(jié)構(gòu)的研究僅表明光吸收率小于10%。

然而，在他們的新研究中，UMN研究人員將石墨烯與納米金屬金屬帶結(jié)合在一起。使用膠帶和稱為“模板剝離”的高科技納米加工技術(shù)，他們能夠?yàn)槭﹦?chuàng)建超平基層表面。

然后，他們利用光的能量在石墨烯中產(chǎn)生電子或等離子體的晃動(dòng)運(yùn)動(dòng)。“通過在單原子厚的石墨烯層器件上發(fā)光，他們能夠以近乎完美的94%光吸收進(jìn)入電場的”潮汐波“，創(chuàng)造出前所未有的效率的等離子體激元波。當(dāng)他們?cè)谑┖徒饘賻еg插入蛋白質(zhì)分子時(shí)，他們能夠利用足夠的能量來觀察單層蛋白質(zhì)分子，“該大學(xué)的新聞稿中寫道。

根據(jù)Oh的說法，他和他的團(tuán)隊(duì)對(duì)光吸收率感到驚訝，這幾乎完全符合他們的計(jì)算機(jī)模擬。

科學(xué)家們希望這項(xiàng)技術(shù)能夠大大改善用于檢測(cè)與蛋白質(zhì)錯(cuò)誤折疊有關(guān)的疾病的不同設(shè)備