Primer paso para utilizar el grafeno como sensor dentro del cuerpo

Por primera vez, investigadores de la Universidad de Leiden (Países Bajos) han logrado colocar una capa de grafeno en la parte superior de una monocapa de lípidos grasos estable. Rodeado de una capa protectora de lípidos, el grafeno podría entrar en el cuerpo humano y funcionar como un versátil sensor. Los resultados son el primer paso hacia una carcasa de este tipo, y se han publicado en la revista Nanoscale.

En contraste con trabajos anteriores, los investigadores observaron una estructura estable cuando colocaron grafeno sobre una sola capa de lípidos. Han registrado una patente con estos hallazgos. La doctoranda Lia Lima y sus compañeros hicieron este descubrimiento bajo la supervisión del químico Grégory Schneider.

El grafeno es un material bidimensional que consiste en una sola capa de átomos de carbono. Es extremadamente delgado, fuerte y flexible. Además, el grafeno interesa en el mundo tecnológico por su buena conducción de la electricidad. Las aplicaciones del grafeno varían ampliamente. «El grafeno es especialmente sensible y puede responder a su entorno en el cuerpo», dice Schneider. Por lo tanto, futuras aplicaciones para el cuerpo son, por ejemplo, biosensores y sistemas que encuentran el lugar adecuado para realizar un diagnóstico».

Para adecuar el grafeno a estas aplicaciones, se utilizan a menudo materiales inorgánicos duros como soporte. Sin embargo, estos materiales duros no son ideales para el uso en el cuerpo vivo. Por esta razón los científicos están buscando moléculas orgánicas suaves que se enlacen con el grafeno, en este caso los lípidos.

Los lípidos son grasas que se pueden encontrar en la capa protectora de una célula -la membrana celular. Esta membrana se compone de una doble capa de lípidos. Cuando el grafeno se pueda colocarse entre estas dos capas, podrá viajar a través del cuerpo libremente. «Un método que ya se usa con medicamentos contra el cáncer», explica Schneider en la nota de prensa de la universidad. «Hicimos una capa de lípidos individual en el laboratorio y transferimos grafeno en la parte superior. Es un primer paso hacia la imitación de la membrana celular».

Membrana celular

Los lípidos son grasas que se pueden encontrar en la capa protectora de una célula -la membrana celular. Esta membrana se compone de una doble capa de lípidos. Cuando el grafeno se pueda colocarse entre estas dos capas, podrá viajar a través del cuerpo libremente.

En su investigación los científicos descubrieron que una capa de lípidos proporciona un buen soporte para el grafeno. Los investigadores utilizaron mediciones infrarrojas para probar la estabilidad de la capa, y también encontraron que los lípidos mejoraran la conducción eléctrica del grafeno.

Este efecto de los lípidos es prometedor para futuras aplicaciones: Las mejoras de la conducción eléctrica harán posible medir las señales eléctricas del grafeno en el cuerpo, que informarán sobre el entorno en el que se esté moviendo -datos como la acidez o la presencia de ciertas proteínas-.

El grafeno acabará pudiendo viajar a través del cuerpo. «Sin embargo, aún nos queda un largo camino por recorrer», dice Schneider.

Referencia bibliográfica:

Lia M. C. Lima, Wangyang Fu, Lin Jiang, Alexander Kros, Grégory F. Schneider: Graphene-stabilized lipid monolayer heterostructures: a novel biomembrane superstructure. Nanoscale (2016). DOI: 10.1039/c6nr05706c.