Vďaka šíreniu pandémie COVID-19 v takom obrovskom rozsahu sa stala veľmi dôležitá včasná a presná detekcia infekcií. Vedci z Fraunhoferovho inštitútu pre spoľahlivosť a mikro integráciu IZM nedávno spolu s partnermi v priemysle a zdravotníctve vyvinuli senzorovú platformu na báze grafénoxidu na detekciu akútnych infekcií, ako je sepsa alebo protilátky proti koronavírusu, behom niekoľkých minút.
Tím pracoval na projekte Graph-POC za posledné dva roky s cieľom vyriešiť ťažkosti, ktorým čelí pri diagnostike infekcií. Vedci sa teraz zameriavajú na to, aby pomohli pri identifikácii skorých infekcií spôsobených vírusom COVID-19 pri pokusoch vysledovať spôsob šírenia infekcie.
Keď dôjde k infekcii, ľudské telo ako odpoveď vytvorí biomarkery (proteíny alebo molekuly). Molekuly umiestnené na povrchu senzora na báze grafénu by mohli pomôcť pri detekcii týchto biomarkerov. Výskyt infekcie je možné určiť pomocou diferenciálnych meraní koncentrácie biomarkerov. Oxid grafénu je nielen biokompatibilný a elektricky vodivý, ale aj vysoko spoľahlivý na detekciu infekcie.
Doteraz sa oxid grafénu v pôvodnej podobe (2D monovrstva) používal iba v mikroelektronike. Tím Fraunhofer IZM ho teraz používa v 3D štruktúre vo forme vločiek na zlepšenie meracej plochy a zabezpečenie presnosti meraní. Okrem toho to pripraví pôdu pre ďalšie aplikácie, ako je snímanie škodlivých plynov, ako je acetón alebo oxid uhoľnatý, pri teplote okolia.
Postup je úplne jednoduchý! Stačí len jedna kvapka krvi / sliny na vykonanie presnej analýzy. Niekoľko minút po nanesení kvapky na povrch senzora sa výsledok testu prenesie ako elektrický signál do ordinácie rodinného lekára. Nahradenie dlhotrvajúcej krvnej práce v laboratóriu trvá asi 15 minút, čím sa eliminujú dohady a chyby z diagnózy, čo umožňuje lekárovi predpísať vhodnú liečbu alebo vhodné antibiotiká. Okrem toho môže byť test nakonfigurovaný na identifikáciu protilátok, ktoré existujú aj potom, čo sa pacient zotaví z infekcie.
Tím navyše pracuje na riešení ďalšej výzvy spočívajúcej v rozšírení výrobného procesu, aby sa umožnila hromadná výroba. Snažia sa použiť povlak oxidu grafénu na úrovni oblátky, aby sa zabezpečilo súčasné spracovanie stoviek čipov. Pôvodný projekt identifikácie infekcií bol naplánovaný na prácu do jari 2021, vedci však predpokladajú, že senzor nebude možné overiť pre koronavírus na ďalší rok.