З поширенням пандемії COVID-19 у таких величезних масштабах раннє та точне виявлення інфекцій стало досить важливим. Нещодавно дослідники з Інституту надійності та мікроінтеграції Фраунгофера IZM разом із партнерами у галузі промисловості та охорони здоров’я розробили сенсорну платформу на основі оксиду графена для виявлення гострих інфекцій, таких як сепсис або антитіла проти коронавірусу, лише за кілька хвилин.
Команда працювала над проектом Graph-POC протягом останніх двох років, щоб вирішити труднощі, з якими стикається діагностика інфекцій. Зараз вчені зосереджуються на тому, щоб допомогти виявити ранні інфекції, спричинені вірусом COVID-19, щоб допомогти у спробах простежити спосіб поширення інфекції.
Коли відбувається зараження, людський організм утворює біомаркери (білки або молекули) як відповідь. Молекули, розміщені на поверхні сенсора на основі графена, можуть допомогти виявити ці біомаркери. Виникнення інфекції можна визначити за допомогою диференціальних вимірювань концентрації біомаркерів. Оксид графена не просто біосумісний та електропровідний, але дуже надійний для виявлення інфекції.
Дотепер оксид графену використовувався у своєму первісному вигляді (2D моношар) лише в мікроелектроніці. Зараз команда Fraunhofer IZM використовує його у 3D-структурі у вигляді пластівців для поліпшення вимірювальної поверхні та забезпечення точності вимірювань. Крім того, це відкриє шлях для подальших застосувань, таких як відчуття шкідливих газів, таких як ацетон або чадний газ при температурі навколишнього середовища.
Процес досить простий! Для точного аналізу потрібна лише одна крапля крові / слини. Через кілька хвилин після нанесення краплі на поверхню датчика результат тесту передається електричним сигналом до кабінету сімейного лікаря. Заміна тривалої роботи крові в лабораторії займає близько 15 хвилин, тим самим усуваючи здогадки та помилки, що не стосуються діагнозу, дозволяючи лікарю призначити відповідне лікування або відповідні антибіотики. Крім того, тест можна налаштувати для виявлення антитіл, які існують навіть після того, як пацієнт одужує від інфекції.
Крім того, команда працює над вирішенням ще однієї проблеми розширення виробничого процесу, щоб забезпечити можливість масового виробництва. Вони прагнуть використовувати покриття оксиду графена на рівні пластин, щоб забезпечити одночасну переробку сотень стружки. Оригінальний проект з виявлення інфекцій планував працювати до весни 2021 року, проте дослідники прогнозують, що датчик не може бути перевірений на наявність коронавірусу ще протягом року.