Op grafeen gebaseerde transistors kunnen binnenkort helpen bij het diagnosticeren van genetische ziekten. Onderzoekers in India en Japan hebben een verbeterde methode ontwikkeld om op grafeen gebaseerde transistors te gebruiken om ziekteverwekkende genen te detecteren.

Onderzoekers in India en Japan hebben een verbeterde methode ontwikkeld om op grafeen gebaseerde transistors te gebruiken om ziekteverwekkende genen te detecteren.

Grafeen-veldeffecttransistors (GFET's) kunnen schadelijke genen detecteren door middel van DNA-hybridisatie, die optreedt wanneer een 'sonde-DNA' combineert, of hybridiseert, met zijn complementaire 'doel-DNA'. Elektrische geleiding verandert in de transistor wanneer hybridisatie optreedt.

Nobutaka Hanagata van het Japanse National Institute for Materials Science en collega's verbeterden de sensoren door het sonde-DNA via een droogproces aan de transistor te bevestigen. Dit elimineerde de noodzaak voor een kostbare en tijdrovende toevoeging van 'linker' nucleotidesequenties, die vaak zijn gebruikt om sondes aan transistors te bevestigen.

Het onderzoeksteam ontwierp GFET's die bestaan ​​uit titanium-gouden elektroden op grafeen - een één atoom dikke laag koolstof - afgezet op een siliciumsubstraat. Toen legden ze de DNA-sonde neer, in een zoutoplossing, op de GFET en liet het drogen. Ze ontdekten dat dit droogproces leidde tot directe immobilisatie van het probe-DNA op het grafeenoppervlak zonder dat er linkers nodig waren. Het doel-DNA, ook in zoutoplossing, werd vervolgens aan de transistor toegevoegd en gedurende vier uur geïncubeerd om hybridisatie te laten plaatsvinden.

De GFET heeft met deze voorbereidingsmethode succesvol gefunctioneerd. Een verandering in elektrische geleiding werd gedetecteerd toen de sonde en het doel gecombineerd, signalering van de aanwezigheid van een schadelijk doelwitgen. De geleiding veranderde niet wanneer ander niet-complementair DNA werd toegepast.

DNA-hybridisatie wordt meestal gedetecteerd door het doelwit te labelen met een fluorescerende kleurstof, die helder schijnt wanneer hij combineert met zijn sonde. Maar deze methode omvat een gecompliceerde labelingsprocedure en vereist een dure laserscanner om de fluorescentie-intensiteit te detecteren. GFET's kunnen een goedkopere, gemakkelijker te bedienen, en gevoeliger alternatief voor het opsporen van genetische ziekten.

"Verdere ontwikkeling van dit GFET-apparaat zou kunnen worden onderzocht met verbeterde prestaties voor toekomstige biosensortoepassingen, vooral bij het opsporen van genetische ziekten, " concluderen de onderzoekers in hun studie gepubliceerd in het tijdschrift Wetenschap en technologie van geavanceerde materialen .