Med COVID-19-pandemin som sprider sig i så stor skala har tidig och korrekt upptäckt av infektioner blivit ganska viktig. Nyligen har forskare vid Fraunhofer Institute for Reliability and Micro integration IZM tillsammans med partner inom industri och sjukvård utvecklat grafenoxidbaserad sensorplattform för att upptäcka akuta infektioner som sepsis eller antikroppar mot koronavirus på bara några minuter.
Teamet har arbetat med projektet Graph-POC under de senaste två åren för att ta itu med svårigheterna vid diagnos av infektioner. Forskarna fokuserar nu på att göra det till hjälp för att identifiera tidiga infektioner orsakade av COVID-19-viruset för att hjälpa till i försöken att spåra smittens spridningsläge.
När en infektion uppstår bildar människokroppen biomarkörer (proteiner eller molekyler) som svar. Molekyler placerade på den grafenbaserade sensorns yta kan hjälpa till att upptäcka dessa biomarkörer. Förekomsten av infektion kan bestämmas genom differentiella mätningar av biomarkörernas koncentration. Grafenoxiden är inte bara biokompatibel och elektriskt ledande utan mycket tillförlitlig för detektion av infektion.
Hittills har grafenoxid endast använts i sin ursprungliga form (2D-monolager) endast i mikroelektronik. Fraunhofer IZM-teamet använder det nu i en 3D-struktur i form av flingor för att förbättra mätytan och säkerställa noggrannheten i mätningarna. Dessutom kommer detta att bana väg för ytterligare applikationer som att känna av skadliga gaser som aceton eller kolmonoxid vid omgivningstemperatur.
Processen är ganska enkel! Allt som krävs är en enda droppe blod / saliv för att göra en noggrann analys. Några minuter efter att droppen applicerats på sensorns yta överförs testresultatet som elektriska signaler till husläkarens kontor. Att ersätta det utdragna blodarbetet i laboratoriet tar cirka 15 minuter, vilket eliminerar gissningar och fel från diagnosen, vilket gör det möjligt för läkaren att ordinera lämplig behandling eller lämpliga antibiotika. Dessutom kan testet konfigureras för att identifiera antikroppar som finns även efter att en patient återhämtat sig efter en infektion.
Dessutom arbetar teamet med att ta itu med en annan utmaning att skala upp produktionsprocessen för att möjliggöra masstillverkning. De försöker använda grafenoxidbeläggningen på skivnivån för att säkerställa att bearbetningen av hundratals chips kan ske samtidigt. Det ursprungliga projektet för att identifiera infektioner har planerats att fungera fram till våren 2021, men forskarna förutspår att sensorn inte kan verifieras för coronavirus på ytterligare ett år.