石墨烯和金现在被用于超灵敏的生物传感器中，以近乎完美的效率在分子水平上检测疾病。在Nature Nanotechnology杂志上发表的一篇论文中，明尼苏达大学的科学家解释了他们如何开发出能够探测蛋白质结构的超灵敏生物传感器，因此能够检测出与蛋白质错误折叠相关的疾病。
这些疾病包括人类的阿尔茨海默病，慢性消耗性疾病和动物的疯牛病。
“为了检测和治疗许多疾病，我们需要检测非常少量的蛋白质分子并了解它们的结构，”该研究的首席研究员Sang-Hyun Oh在一份媒体声明中说。“目前，该流程存在许多技术挑战。我们希望我们使用石墨烯的设备和独特的制造工艺将提供有助于克服这些挑战的基础研究。
哦，他解释说，石墨烯是一种高质量的石墨，它“发展”成由单层碳原子制成的材料，已经被用于生物传感器。问题在于，当通过它发光时，其显着的单原子厚度不会与光有效地相互作用。在诊断疾病时，光吸收和向局部电场的转换对于检测少量分子是必不可少的。
据该科学家称，以前使用类似石墨烯纳米结构的研究仅表明光吸收率小于10%。
然而，在他们的新研究中，UMN研究人员将石墨烯与纳米金属金属带结合在一起。使用胶带和称为“模板剥离”的高科技纳米加工技术，他们能够为石墨烯创建超平基层表面。
然后，他们利用光的能量在石墨烯中产生电子或等离子体的晃动运动。“通过在单原子厚的石墨烯层器件上发光，他们能够以近乎完美的94%光吸收进入电场的”潮汐波“，创造出前所未有的效率的等离子体激元波。当他们在石墨烯和金属带之间插入蛋白质分子时，他们能够利用足够的能量来观察单层蛋白质分子，“该大学的新闻稿中写道。
根据Oh的说法，他和他的团队对光吸收率感到惊讶，这几乎完全符合他们的计算机模拟。
科学家们希望这项技术能够大大改善用于检测与蛋白质错误折叠有关的疾病的不同设备。