Tā kā COVID-19 pandēmija izplatās tik plašā mērogā, agrīna un precīza infekciju atklāšana ir kļuvusi diezgan svarīga. Nesen Fraunhofera Uzticamības un mikrointegrācijas institūta IZM pētnieki kopā ar partneriem rūpniecībā un veselības aprūpē ir izstrādājuši uz grafēna oksīda bāzes sensoru platformu, lai noteiktu akūtas infekcijas, piemēram, sepsi vai antivielas pret koronavīrusu, tikai dažu minūšu laikā.
Komanda pēdējos divus gadus ir strādājusi pie projekta Graph-POC, lai risinātu infekcijas diagnosticēšanas grūtības. Pētnieki tagad koncentrējas uz to, lai COVID-19 vīrusa izraisītu agrīnu infekciju identificēšana būtu noderīga, mēģinot izsekot infekcijas izplatīšanās veidu.
Kad notiek infekcija, cilvēka ķermenis kā atbildi veido biomarķierus (olbaltumvielas vai molekulas). Molekulas, kas novietotas uz grafēna bāzes sensora virsmas, varētu palīdzēt atklāt šos biomarķierus. Infekcijas rašanos var noteikt, veicot atšķirīgus biomarķieru koncentrācijas mērījumus. Grafēna oksīds ir ne tikai bioloģiski saderīgs un elektrību vadošs, bet arī ļoti uzticams infekcijas noteikšanai.
Līdz šim grafēna oksīds sākotnējā formā (2D monoslānis) tika izmantots tikai mikroelektronikā. Fraunhofer IZM komanda tagad to izmanto 3D struktūrā pārslu veidā, lai uzlabotu mērīšanas virsmu un nodrošinātu mērījumu precizitāti. Turklāt tas pavērs ceļu turpmākiem pielietojumiem, piemēram, kaitīgu gāzu, piemēram, acetona vai oglekļa monoksīda, uztveršanai apkārtējās vides temperatūrā.
Process ir pavisam vienkāršs! Lai veiktu precīzu analīzi, nepieciešams tikai viens asins / siekalu piliens. Dažas minūtes pēc piliena uzklāšanas uz sensora virsmas testa rezultāts elektrisko signālu veidā tiek nosūtīts uz ģimenes ārsta kabinetu. Ieilgušo asins darbu aizstāšana laboratorijā prasa apmēram 15 minūtes, tādējādi novēršot minējumus un kļūdas, kas nav diagnosticētas, ļaujot ārstam izrakstīt piemērotu ārstēšanu vai atbilstošas antibiotikas. Turklāt testu varēja konfigurēt, lai identificētu antivielas, kas pastāv pat pēc pacienta atveseļošanās no infekcijas.
Turklāt komanda strādā, lai risinātu vēl vienu problēmu - ražošanas procesa palielināšanu, lai iespējotu masveida ražošanu. Viņi cenšas izmantot grafēna oksīda pārklājumu vafeļu līmenī, lai nodrošinātu simtiem šķeldu apstrādi vienlaicīgi. Sākotnējais infekciju identificēšanas projekts bija paredzēts darboties līdz 2021. gada pavasarim, taču pētnieki prognozē, ka sensoru nav iespējams pārbaudīt koronavīrusu vēl vienu gadu.