Aan de Toyohashi University of Technology worden de intrigerende eigenschappen van grafeen - een enkele atoomlaag van koolstof - zoals hoge elektronenmobiliteit en fluorescentie-uitdoving benut voor biosensing en analyse van nucleotiden, peptiden, en eiwitten.

Grafeen zou ook een belangrijke rol kunnen spelen bij het modelleren van celmembranen. Bijvoorbeeld, de lipide dubbellaag is de fundamentele structuur van celmembranen, en de structuur en dynamiek van dubbellaagse membranen bepalen het transport van materialen en informatie in en uit cellen.

Ryugo Tero en zijn collega's in de Graphene Research Group aan de Toyohashi University of Technology hebben een nieuwe procedure ontwikkeld om kunstmatige vlakke lipidemembranen te fabriceren op grafeenoxide (GO) en gereduceerd grafeenoxide (r-GO) als middel om biomoleculen zoals lipiden te detecteren en eiwitten op en in lipide dubbellagen.

Een waterige oplossing van GO werd bereid door chemische exfoliatie en op een thermisch geoxideerd en gereinigd SiO . gedruppeld ₂ /Si-substraat (Fig.1A). De resulterende GO/SiO ₂ /Si werd geïncubeerd in een blaasjessuspensie van fosfolipide (dioleoylfosfatidylcholine:DOPC). Daaropvolgende observatie met een atomic force fluorescentiemicroscopie (Fig.1B) en onthulde de aanwezigheid van twee vlakke DOPC dubbellaagse membranen gestapeld op GO met behulp van calciumion (5 mM), en dat de DOPC-dubbellagen op GO vloeibaar en continu waren met de omringende DOPC-dubbellagen op de kale SiO ₂ oppervlakken (Fig. 1C).

Lipide dubbellaag/monolaag stapelstructuren werden verkregen op hydrofobe r-GO, die werd geproduceerd door GO te verminderen met hydrazinedamp. Kunstmatige lipide dubbellagen op grafeen en zijn derivaten zouden een nieuw celmembraanmodelsysteem kunnen zijn voor het onderzoek naar fundamentele processen in celmembraanreacties.

Deze resultaten zullen deel uitmaken van de presentatie in MRS (Material Research Society) Spring Meeting 2012 in San Francisco op 12 april (Symposium EE:New Functional Nanocarbon Devices).