A COVID-19 járvány ilyen terjedő terjedésével a fertőzések korai és pontos felismerése meglehetősen fontossá vált. A közelmúltban az IZM Fraunhofer Megbízhatósági és Mikrointegrációs Intézetének kutatói, valamint az ipari és egészségügyi partnerekkel együtt grafén-oxid alapú szenzorplatformot fejlesztettek ki az akut fertőzések, például a szepszis vagy a koronavírus elleni antitestek felismerésére néhány perc alatt.
A csapat az elmúlt két évben a Graph-POC projekten dolgozott, hogy kezelje a fertőzések diagnosztizálásakor tapasztalt nehézségeket. A kutatók most arra összpontosítanak, hogy a COVID-19 vírus által okozott korai fertőzések azonosításában segítsék a fertőzés terjedésének módját.
Ha fertőzés történik, az emberi test válaszként biomarkereket (fehérjéket vagy molekulákat) alkot. A grafénalapú szenzor felületére helyezett molekulák segíthetnek ezeknek a biomarkereknek a kimutatásában. A fertőzés előfordulása a biomarkerek koncentrációjának differenciális mérésével határozható meg. A grafén-oxid nemcsak biokompatibilis és elektromosan vezető, de rendkívül megbízható a fertőzés kimutatására.
Eddig a grafén-oxidot eredeti formájában (2D egyrétegű) csak a mikroelektronikában használták. A Fraunhofer IZM csapata most 3D-s struktúrában, pelyhek formájában használja a mérési felület javítása és a mérések pontosságának biztosítása érdekében. Ezenkívül ez megnyitja az utat további alkalmazások számára, például környezeti hőmérsékleten érzékeli a káros gázokat, például az acetont vagy a szén-monoxidot.
A folyamat meglehetősen egyszerű! A pontos elemzéshez mindössze egyetlen csepp vérre / nyálra van szükség. Néhány perccel a csepp érzékelő felületére történő felvitele után a vizsgálati eredményt elektromos jelként továbbítják a háziorvosi rendelőbe. A laboratóriumi elhúzódó vérmunka pótlása körülbelül 15 percet vesz igénybe, ezáltal kiküszöböli a találgatásokat és a hibákat a diagnózis hiányában, lehetővé téve az orvos számára a megfelelő kezelés vagy megfelelő antibiotikumok felírását. Ezenkívül a teszt konfigurálható olyan antitestek azonosítására, amelyek még akkor is léteznek, amikor a beteg felépült egy fertőzésből.
Ezen túlmenően, a csapat azon dolgozik, hogy a tömeggyártás lehetővé tétele érdekében a gyártási folyamat növelésével egy másik kihívást kezeljen. Arra törekszenek, hogy a grafén-oxid bevonatot ostyaszinten alkalmazzák annak biztosítására, hogy több száz forgács egyszerre történhessen meg. A fertőzések azonosítására szolgáló eredeti projektet 2021 tavaszáig tervezték működni, de a kutatók azt jósolják, hogy a szenzort egy évig nem lehet ellenőrizni a koronavírus szempontjából.