Figur 1. (A) Skannaelektronmikroskopbild av GO-flingor släpptes på ett SiO2/Si-substrat. (B) Atomic force mikroskop topografi och (C) strukturell modell av DOPC dubbelskiktsmembran på GO/SiO2/Si. Kredit:Toyohashi University of Technology
Vid Toyohashi University of Technology utnyttjas de spännande egenskaperna hos grafen - ett enda atomlager av kol - som hög elektronmobilitet och fluorescenssläckning för biosensing och analys av nukleotider, peptider, och proteiner.
Grafen kan också spela en viktig roll i modelleringen av cellmembran. Till exempel, lipiddubbelskiktet är cellmembranens grundläggande struktur, och strukturen och dynamiken hos dubbelskiktsmembran styr transporten av material och information in och ut ur celler.
Ryugo Tero och hans kollegor i Graphene Research Group vid Toyohashi University of Technology har etablerat en ny procedur för att tillverka artificiella plana lipidmembran på grafenoxid (GO) och reducerad grafenoxid (r-GO) som ett sätt att detektera biomolekyler som lipider och proteiner på och inuti lipidbilager.
En vattenlösning av GO framställdes genom kemisk exfoliering och släpptes på en termiskt oxiderad och renad SiO 2 /Si-substrat (fig. lA). Den resulterande GO/SiO 2 /Si inkuberades i en vesikelsuspension av fosfolipid (dioleoylfosfatidylkolin:DOPC). Efterföljande observation med en atomic force fluorescensmikroskopi (Fig. 1B) och avslöjade närvaron av två plana DOPC dubbelskiktsmembran staplade på GO med hjälp av kalciumjon (5 mM), och att DOPC-dubbelskikten på GO var flytande och kontinuerliga med de omgivande DOPC-dubbelskikten på den nakna SiO 2 ytor (fig. 1C).
Lipid dubbellager/monolager staplingsstrukturer erhölls på hydrofob r-GO, som framställdes genom att reducera GO med hydrazinånga. Artificiella lipiddubbelskikt på grafen och dess derivat kan vara ett nytt cellmembranmodellsystem för forskning om grundläggande processer i cellmembranreaktioner.
Dessa resultat kommer att vara en del av presentationen i MRS (Material Research Society) Spring Meeting 2012 i San Francisco den 12 april (Symposium EE:New Functional Nanocarbon Devices).
