Molibden disulfid (MoS 2) je nedavno privukao pažnju istraživača nauke o materijalima zbog svoje sposobnosti da formira dvodimenzionalne nanoploče poput grafena. Nano listovi su stvoreni slaganjem slojeva S–Mo–S koji su u interakciji putem Van der Valsovih interakcija.
Pored toga, jedinstvena strukturna, optička, termička i elektrohemijska svojstva MoS 2 otvorila su višestruke istraživačke mogućnosti u nekoliko oblasti, uključujući razvoj platformi za detekciju biomolekula i hemijskih detekcija, optoelektroniku, superkondenzatore i baterije.
Tradicionalno, ugljenične nanostrukture su korišćene kao platforma za imobilizaciju DNK. Da bi se ugljenik zamenio MoS 2 kao efikasnim elektrohemijskim DNK senzorom, električna provodljivost MoS 2 treba značajno da se poboljša.
U tom kontekstu, vanredni profesor Eunah Kang i gospodin Ioungjun Kim sa Fakulteta hemijskog inženjerstva i nauke o materijalima na Univerzitetu Chung-Ang, Koreja, nedavno su došli do elegantnog rešenja. Dvojac je razvio elektrohemijski DNK biosenzor koristeći grafitni nano-luk/molibden disulfid (MoS 2 ) kompozit nanoplasta, koji efikasno detektuje humani papiloma virus (HPV)-16 i HPV-18, i može poslužiti kao rana dijagnoza raka grlića materice.
„Nano-lukovi poseduju grafitne sp 2 strukture i potiču od kristalnih sp 3 nanodijamanata termičkim žarenjem ili laserskim zračenjem“, objašnjava dr Kang. Njihovo otkriće objavljeno je u Journal of Nanobiotechnologi.
Istraživački dvojac pripremio je novu površinu elektrode za ispitivanje hemisorpcije DNK tako što je omogućio hemijsku konjugaciju između dve funkcionalne grupe: acil veze na površinama funkcionalizovanih nano-luka i aminske grupe prisutne na modifikovanim MoS 2 nanolistovima.
Eksperimenti ciklične voltametrije otkrili su da kompozitna elektroda 1:1 ima poboljšani pravougaoni oblik u poređenju sa MoS 2 nanolist elektrodom. „Ovo je ukazivalo na amorfnu prirodu nano-luka sa zakrivljenim slojevima ugljenika koji su olakšali poboljšanje elektronske provodljivosti u poređenju sa samo MoS 2 nanolimom“, ističe dr Kang.
Pored toga, dvojac je izmerio osetljivost svog novog elektrohemijskog DNK biosenzorskog uređaja prema HPV-16 i HPV-18 primenom tehnike diferencijalne pulsne voltametrije (DPV) u prisustvu metilen plavog (MB) kao redoks indikatora. Dr Kang kaže: „Pak DPV struje je smanjen nakon hemisorpcije DNK sonde i hibridizacije ciljne DNK. Pošto je hibridizovana DNK bila dvolančana, izazvala je manje efikasnu elektrostatičku interkalaciju MB, što je rezultiralo nižim oksidacionim vrhom.“
Dvojac je otkrio da je, u poređenju sa MoS 2 nanolist elektrodom, kompozitna elektroda nano-luk/MoS 2 nanolistova postigla više strujne vrhove, što ukazuje na veću promenu u diferencijalnom vrhuncu. Ovo se pripisuje poboljšanom provodljivom prenosu elektrona zahvaljujući nano-luku.
Posebno, ciljne DNK proizvedene iz HPV-16 i HPV-18 Siha i Hela ćelijskih linija raka otkrivene su predloženim senzorom efikasno i sa visokom specifičnošću. Shodno tome, MoS 2 nano listovi sa poboljšanom električnom provodljivošću olakšanom kompleksiranjem sa nano-lukom pružaju odgovarajuću platformu za razvoj efikasnih i efikasnih elektrohemijskih biosenzora za ranu dijagnozu širokog spektra oboljenja, uključujući rak grlića materice.
Štaviše, kombinovanje nano-luka ili nanodijamanata sa različitim organskim biomaterijalima može olakšati hemijsku funkcionalnost, provodljivost prenosa elektrona, apsorpciju svetlosti i još mnogo toga. Ovo, zauzvrat, može dovesti do inovativnog otkrivanja bolesti, ciljanih sistema za isporuku lekova i biomedicinskog snimanja i dijagnostike.
