Graphene:Potentiale til modellering af cellemembransystemer

På Toyohashi University of Technology udnyttes de spændende egenskaber ved grafen-et enkelt atomlag af kulstof-såsom høj elektronmobilitet og fluorescensdæmpning til biosensering og analyse af nukleotider, peptider, og proteiner.

Graphen kan også spille en vigtig rolle i modelleringen af ​​cellemembraner. For eksempel, lipiddobbeltlaget er cellemembranernes fundamentale struktur, og strukturen og dynamikken i dobbeltlagsmembraner styrer transporten af ​​materialer og information ind og ud af celler.

Ryugo Tero og hans kolleger i Graphene Research Group ved Toyohashi University of Technology har etableret en ny procedure til fremstilling af kunstige plane lipidmembraner på grafenoxid (GO) og reduceret grafenoxid (r-GO) som et middel til at detektere biomolekyler såsom lipider og proteiner på og inden i lipid -dobbeltlag.

En vandig opløsning af GO blev fremstillet ved kemisk eksfoliering og faldt på et termisk oxideret og renset SiO ₂ /Si -substrat (figur 1A). Den resulterende GO/SiO ₂ /Si blev inkuberet i en vesikelsuspension af phospholipid (dioleoylphosphatidylcholin:DOPC). Efterfølgende observation med en atomkraftfluorescensmikroskopi (figur 1B) og afslørede tilstedeværelsen af ​​to plane DOPC -dobbeltlagsmembraner stablet på GO ved hjælp af calciumion (5 mM), og at DOPC -dobbeltlagene på GO var flydende og kontinuerlige med de omgivende DOPC -dobbeltlag på bare SiO ₂ overflader (fig. 1C).

Lipid-dobbeltlag/monolags stablingsstrukturer blev opnået på hydrofob r-GO, som blev produceret ved at reducere GO med hydrazindamp. Kunstige lipid -dobbeltlag på grafen og dets derivater kan være et nyt cellemembranmodelsystem for forskningen om grundlæggende processer i cellemembranreaktioner.

Disse resultater vil være en del af præsentationen i MRS (Material Research Society) Forårsmøde 2012 i San Francisco den 12. april (Symposium EE:New Functional Nanocarbon Devices).