В связи с тем, что пандемия COVID-19 распространяется в таких огромных масштабах, раннее и точное обнаружение инфекций стало весьма важным. Недавно исследователи из Института надежности и микроинтеграции им. Фраунгофера IZM вместе с партнерами в сфере промышленности и здравоохранения разработали сенсорную платформу на основе оксида графена для обнаружения острых инфекций, таких как сепсис, или антител против коронавируса, всего за несколько минут.
Команда работала над проектом Graph-POC в течение последних двух лет, чтобы устранить трудности, возникающие при диагностике инфекций. В настоящее время исследователи сосредоточены на том, чтобы сделать его полезным для выявления ранних инфекций, вызванных вирусом COVID-19, чтобы помочь в попытках отследить способ распространения инфекции.
Когда происходит инфекция, человеческое тело в ответ вырабатывает биомаркеры (белки или молекулы). Молекулы, размещенные на поверхности сенсора на основе графена, могут помочь обнаружить эти биомаркеры. Возникновение инфекции можно определить путем дифференциального измерения концентрации биомаркеров. Оксид графена не только биосовместим и электропроводен, но и очень надежен для обнаружения инфекции.
До сих пор оксид графена в исходном виде (2D монослой) использовался только в микроэлектронике. Команда Fraunhofer IZM теперь использует его в трехмерной структуре в виде чешуек, чтобы улучшить измерительную поверхность и обеспечить точность измерений. Кроме того, это откроет путь для других применений, таких как определение вредных газов, таких как ацетон или окись углерода, при температуре окружающей среды.
Процесс очень простой! Все, что требуется, - это одна капля крови / слюны для проведения точного анализа. Через несколько минут после нанесения капли на поверхность датчика результат теста передается в виде электрических сигналов в кабинет семейного врача. Замена длительного анализа крови в лаборатории занимает около 15 минут, тем самым устраняя догадки и ошибки при диагностике, что позволяет врачу назначить подходящее лечение или соответствующие антибиотики. Кроме того, тест можно настроить для выявления антител, которые существуют даже после выздоровления пациента от инфекции.
Кроме того, команда работает над решением еще одной проблемы - расширением производственного процесса для обеспечения массового производства. Они стремятся использовать покрытие из оксида графена на уровне пластины, чтобы обеспечить одновременную обработку сотен чипов. Первоначальный проект по выявлению инфекций должен был работать до весны 2021 года, но исследователи прогнозируют, что датчик не сможет быть проверен на коронавирус еще год.