Biosensor Berbasis Grafen Ultra-Sensitif Meningkatkan Deteksi Penyakit Protein
Biosensor ultra-sensitif untuk mempelajari struktur protein dapat sangat meningkatkan kedalaman diagnosis untuk berbagai macam penyakit yang meliputi manusia dan hewan. Ini termasuk penyakit Alzheimer, Penyakit Sisa Kronis, dan penyakit sapi gila — gangguan yang terkait dengan kesalahan lipatan protein. Biosensor semacam ini juga dapat mengarah pada teknologi yang lebih baik untuk mengembangkan kombinasi farmasutikal baru.
Grafen, materi yang terdiri dari satu lapis atom karbon, ditemukan lebih dari sepuluh tahun yang lalu. Ia telah memukau peneliti dengan rentang properti luar biasa yang telah menemukan penggunaan dalam banyak aplikasi baru, termasuk menciptakan sensor yang lebih baik untuk mendeteksi penyakit. Upaya signifikan telah dilakukan untuk meningkatkan biosensor menggunakan grafen, namun tantangannya ada pada ketebalan satu atom yang luar biasa. Ini berarti ia tidak berinteraksi secara efisien dengan cahaya saat diirradiasi. Penyerapan cahaya dan konversi menjadi medan listrik lokal esensial untuk mendeteksi jumlah molekula yang sedikit saat mendiagnosis penyakit. Penelitian sebelumnya yang menggunakan struktur nanos grafen yang serupa hanya menunjukkan tingkat penyerapan cahaya kurang dari 10 persen.
Para peneliti telah menggabungkan grafen dengan pita logam nano ukuran emas. Menggunakan perekat lem dan teknik nanofabrikasi yang disebut “template stripping,” mereka mampu menciptakan lapisan dasar ultra-datar untuk grafen. Energi cahaya kemudian digunakan untuk menghasilkan gerakan bergelora elektron dalam grafen, disebut plasmon, yang seperti ombak atau gelombang menyebar melalui lautan elektron. Secara serupa, ombak ini dapat membangun intensitas menjadi ombak raksasa medan listrik lokal.
Dengan memancarkan cahaya pada perangkat lapisan grafen satu atom tebal, gelombang plasmon diciptakan dengan efisiensi yang tak tertandingi dengan penyerapan cahaya hampir sempurna 94 persen menjadi ombak medan listrik. Ketika molekul protein disisipkan di antara grafen dan pita logam, cukup energi ditangkap untuk melihat lapisan tunggal molekul protein.
