Nanobiosensores basados en grafeno: una aplicación para detección de aminoácidos.

SINDY JULIETH RODRÍGUEZ SOTELO

Tunja

Conferencia; Congreso internacional de ingenierías 2019; 2019

El grafeno es un alótropo del carbono, obtenido experimentalmente por primera vez en el año 2004 por Geim y Novoselov. Este material presenta propiedades físicas y químicas extraordinarias: como las de tener portadores de carga con masa efectiva cero con altísima movilidad, ser flexible, transparente, liviano y de extrema dureza, entre otras. Las múltiples propiedades del grafeno le han abierto una amplia gama de aplicaciones en áreas como la nanotecnología, biomedicina, farmacología y bioelectrónica. Particularmente, en la construcción de biosensores, el grafeno es un material que ofrece muchas ventajas, ya que, es sensible, selectivo, de bajo ruido electrónico intrínseco y además, biocompatible. Trabajos experimentales y teóricos dan cuenta de la facilidad del grafeno para adsorber moléculas biológicas, hecho que permite estudiar qué propiedades específicas modifica el material luego de la adsorción, información útil para la eventual funcionalización y caracterización de un biosensor basado en grafeno.Dependiendo del tipo de interacción generada entre el grafeno y las moléculas de interés biológico, los mecanismos o modos de sensado pueden ser: ópticos, magnéticos, mecánicos y electrónicos. De acuerdo a la literatura, en los últimos años ha ganado gran interés el desarrollo de transistores de efecto de campo basados en grafeno (GFETs), que son dispositivos electrónicos con tres contactos metálicos (fuente R, drenaje D y compuerta G) y un canal de grafeno. Al aplicar voltajes de polarización tanto en el drenaje como en la compuerta, es posible medir la respuesta del dispositivo, obteniendo la conductancia y las curvas de corriente características, antes y después de la interacción entre la superficie de grafeno con biomoléculas.En esta charla se presentan algunos resultados del estudio teórico de los efectos que produce la fisisorción de diez aminoácidos en las propiedades electrónicas del grafeno, para evaluar su eventual aplicación en un detector de aminoácidos. Se modeló un dispositivo que comprende dos electrodos de grafeno (fuente R y drenaje L) conectados a un canal de grafeno. Dependiendo del aminoácido adsorbido sobre el canal, se pudo modelar los efectos en las propiedades eléctricas, debido a las diferencias en la transferencia de carga, la concentración de dopaje, el tipo de dopante y la generación de dipolos eléctricos locales.