Il grafene aumenta significativamente la sensibilità dei biosensori
In vari test biologici, il grafene ha amplificato i segnali dei sensori fino al 600%
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Il team di ricerca "Biomedical Nanosensors" dell'Università di Scienze Applicate di Kaiserslautern ha sviluppato un nuovo metodo che consente di misurare le interazioni biologiche in modo molto più sensibile. I risultati sono stati pubblicati sulla rivista "Advanced Healthcare Materials".
Nel loro studio, il gruppo di lavoro guidato dal Prof. Dr. Alexey Tarasov dimostra che uno strato sottilissimo di grafene può aumentare in modo massiccio le prestazioni dei biosensori plasmonici. Tali sensori sono utilizzati per osservare le interazioni tra biomolecole, virus o cellule in tempo reale - un elemento importante per la moderna diagnostica medica e la ricerca biomedica.
I ricercatori hanno combinato un singolo strato di grafene con i cosiddetti sensori di risonanza plasmonica di superficie (SPR). Ciò ha rivelato un effetto sorprendente: in vari test biologici, il grafene ha amplificato i segnali del sensore fino al 600%. L'effetto misurato sperimentalmente è quindi significativamente superiore ai valori pubblicati in precedenza.
"I nostri risultati dimostrano che il grafene può migliorare la sensibilità dei biosensori molto più di quanto ipotizzato in precedenza", afferma Tarasov. "Questo apre nuove possibilità per l'analisi dei processi biologici e per future applicazioni diagnostiche".
Negli esperimenti, il team ha analizzato le interazioni tra anticorpi e virus e tra peptidi e cellule immunitarie, tra le altre cose. Con i sensori migliorati, è stato persino possibile distinguere tra diversi tipi di cellule, cosa che non era possibile con le superfici dei sensori convenzionali.
Queste tecnologie potrebbero svolgere in futuro un ruolo importante nella ricerca medica, ad esempio nello sviluppo di terapie, nell'analisi delle reazioni immunitarie o in test diagnostici rapidi direttamente nel punto di cura.
Oltre all'Università di Scienze Applicate di Kaiserslautern, anche l'azienda PROGEN Biotechnik GmbH ha partecipato allo studio come partner esterno.
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Pubblicazione originale
Ahmar Hasnain, Heiko Heilmann, Nghi Luong Phuong Le, Klaus‐Ingmar Pfrepper, Andreas Wruck, Peter Groß, Bernd Bufe, Alexey Tarasov; "Graphene‐Enhanced Plasmonic Interfaces: A General Strategy for Highly Sensitive Detection of Biomolecular Interactions (Adv. Healthcare Mater. 31/2025)"; Advanced Healthcare Materials, Volume 14, 2025-12-7
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