Las maravillas del grafeno son numerosas: puede habilitar componentes electrónicos flexibles, mejorar la capacidad de las células solares, filtrar las partículas subatómicas más finas y revolucionar las baterías. Ahora, el "supermaterial" puede que algún día se use para probar la esclerosis lateral amiotrófica, oELA: una enfermedad neurodegenerativa progresiva que se diagnostica principalmente al descartar otros trastornos, según una nueva investigación de la Universidad de Illinois en Chicago publicada en Interfaces y materiales aplicados ACS .
Cuando se agregó líquido cefalorraquídeo de pacientes con ELA al grafeno, se produjo un cambio distintivo y diferente en las características vibratorias del grafeno en comparación con cuando se agregó líquido de un paciente con esclerosis múltiple o cuando se agregó líquido de un paciente sin enfermedad neurodegenerativa.agregado al grafeno. Estos distintos cambios predijeron con precisión de qué tipo de paciente provenía el líquido: uno con ELA, EM o sin enfermedad neurodegenerativa.
El grafeno es un material de un solo átomo de espesor compuesto de carbono. Cada átomo de carbono está unido a sus átomos de carbono vecinos mediante enlaces químicos. La elasticidad de estos enlaces produce vibraciones resonantes, también conocidas como fonones, que se pueden medir con mucha precisiónCuando una molécula interactúa con el grafeno, cambia estas vibraciones resonantes de una manera muy específica y cuantificable.
"El grafeno tiene solo un átomo de espesor, por lo que una molécula en su superficie en comparación es enorme y puede producir un cambio específico en la energía fonónica del grafeno, que podemos medir", dijo Vikas Berry, profesor asociado y jefe de ingeniería química en elUIC College of Engineering y autor del artículo. Los cambios en las características vibratorias del grafeno dependen de las características electrónicas únicas de la molécula agregada, conocida como su "momento dipolar".
"Podemos determinar el momento dipolar de la molécula agregada al grafeno midiendo los cambios en la energía fonónica del grafeno causada por la molécula", explicó Berry.
Berry y sus colegas utilizaron grafeno para identificar si el líquido cefalorraquídeo era de un paciente con ELA o esclerosis múltiple dos trastornos neurodegenerativos progresivos o de alguien sin enfermedad neurodegenerativa. Dado que no existe una prueba definitiva para la ELA, un diagnóstico objetivoLa prueba ayudaría a los pacientes a comenzar a recibir tratamiento antes para retrasar la enfermedad.
El líquido cefalorraquídeo se obtuvo del Centro de Recursos del Cerebro Humano y Fluido Espinal, que almacena líquido y tejido de personas fallecidas. Berry, el Dr. Ankit Mehta, profesor asistente de neurocirugía y director de oncología espinal en la Facultad de Medicina de la UIC, y sucolegas analizaron el líquido cefalorraquídeo de siete personas sin enfermedad neurodegenerativa; de 13 personas con ELA; de tres personas con esclerosis múltiple y de tres personas con una enfermedad neurodegenerativa desconocida.
"Vimos cambios únicos y distintos en las energías de fonón del grafeno dependiendo de si el líquido era de alguien con ELA, esclerosis múltiple o alguien sin enfermedad neurodegenerativa", dijo Berry. "También pudimos determinar si el líquido era de alguien más55 años o menores de 55 cuando analizamos el líquido cefalorraquídeo de pacientes con ELA. Creemos que la diferencia que vemos entre los pacientes con ELA mayores y más jóvenes se debe a las firmas bioquímicas únicas que estamos detectando que se correlacionan con la ELA heredada, que generalmente produce síntomas antes de los 55 años, y lo que se conoce como ELA esporádica que ocurre más adelante en la vida ".
Berry cree que el grafeno está detectando las firmas biológicas únicas, combinaciones de proteínas y otras biomoléculas, presentes en el líquido cefalorraquídeo de personas con diferentes enfermedades.
"Las propiedades electrónicas del grafeno se han estudiado exhaustivamente, pero solo recientemente hemos comenzado a examinar sus propiedades fonónicas como una forma de detectar enfermedades", dijo Berry. "Y resulta que el grafeno es un detector extremadamente versátil y preciso debiofirmas de enfermedades que se encuentran tanto en el líquido cefalorraquídeo como en células completas ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Illinois en Chicago . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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