С разпространението на пандемия на COVID-19 в толкова голям мащаб, ранното и точно откриване на инфекции стана доста важно. Наскоро изследователи от Института за надеждност и микроинтеграция на Fraunhofer заедно с партньорите в индустрията и здравеопазването разработиха сензорна платформа на базата на графенов оксид за откриване на остри инфекции като сепсис или антителата срещу коронавирус само за няколко минути.
Екипът работи по проекта Graph-POC през последните две години за справяне с трудностите, с които се сблъсква диагностиката на инфекциите. Сега изследователите се съсредоточават върху това да го помогнат при идентифицирането на ранни инфекции, причинени от вируса COVID-19, за да помогнат в опитите за проследяване на начина на разпространение на инфекцията.
Когато възникне инфекция, човешкото тяло формира биомаркери (протеини или молекули) като отговор. Молекулите, поставени върху повърхността на сензора на базата на графен, могат да помогнат за откриването на тези биомаркери. Появата на инфекция може да се определи чрез диференциални измервания на концентрацията на биомаркерите. Графеновият оксид е не просто биосъвместим и електропроводим, но много надежден за откриване на инфекция.
Досега графеновият оксид се използва в оригиналната си форма (2D монослой) само в микроелектрониката. Екипът на Fraunhofer IZM вече го използва в 3D структура под формата на люспи, за да подобри измервателната повърхност и да гарантира точността на измерванията. Освен това, това ще проправи пътя за по-нататъшни приложения като засичане на вредни газове като ацетон или въглероден окис при околна температура.
Процесът е съвсем прост! За извършване на точен анализ е необходима само една капка кръв / слюнка. Няколко минути след нанасянето на капката върху повърхността на сензора, резултатът от теста се предава като електрически сигнали до кабинета на семейния лекар. Заместването на продължителната кръвна работа в лабораторията отнема около 15 минути, като по този начин се елиминират предположенията и грешките от диагнозата, което позволява на лекаря да предпише подходящото лечение или подходящи антибиотици. Освен това тестът може да бъде конфигуриран да идентифицира антитела, които съществуват дори след като пациентът се възстанови от инфекция.
Освен това екипът работи по справяне с друго предизвикателство за увеличаване на производствения процес, за да позволи масово производство. Те се стремят да използват покритието с графенов оксид на нивото на вафлите, за да гарантират, че обработката на стотици чипове може да се извършва едновременно. Оригиналният проект за идентифициране на инфекции е планиран да работи до пролетта на 2021 г., но изследователите прогнозират, че сензорът не може да бъде проверен за коронавирус за още една година.