S tako velikim širjenjem pandemije COVID-19 je postalo zelo pomembno zgodnje in natančno odkrivanje okužb. V zadnjem času so raziskovalci na Fraunhoferjevem inštitutu za zanesljivost in mikro integracijo IZM skupaj s partnerji v industriji in zdravstvu v samo nekaj minutah razvili senzorsko platformo na osnovi grafenovega oksida za odkrivanje akutnih okužb, kot je sepsa ali protitelesa proti koronavirusu.
Skupina je zadnji dve leti delala na projektu Graph-POC, da bi rešila težave pri diagnozi okužb. Raziskovalci se zdaj osredotočajo na to, da bi bilo v pomoč pri prepoznavanju zgodnjih okužb, ki jih povzroča virus COVID-19, za pomoč pri poskusih sledenja načinu širjenja okužbe.
Ko pride do okužbe, človeško telo kot odgovor tvori biomarkerje (beljakovine ali molekule). Molekule, nameščene na površini senzorja na osnovi grafena, bi lahko pomagale odkriti te biomarkerje. Pojav okužbe lahko ugotovimo z diferencialnimi meritvami koncentracije biomarkerjev. Grafenov oksid ni samo biokompatibilen in električno prevoden, ampak tudi zelo zanesljiv za odkrivanje okužbe.
Doslej se je grafenski oksid v prvotni obliki (2D enoslojni) uporabljal samo v mikroelektroniki. Ekipa Fraunhofer IZM ga zdaj uporablja v 3D strukturi v obliki kosmičev, da izboljša merilno površino in zagotovi natančnost meritev. Poleg tega bo to odprlo pot nadaljnjim aplikacijam, kot je zaznavanje škodljivih plinov, kot sta aceton ali ogljikov monoksid, pri sobni temperaturi.
Postopek je povsem preprost! Za natančno analizo je potrebna samo ena kapljica krvi / sline. Nekaj minut po nanosu kapljice na površino senzorja se rezultat testa posreduje kot električni signal v pisarno družinskega zdravnika. Nadomestitev dolgotrajnega krvnega dela v laboratoriju traja približno 15 minut, s čimer se odpravi ugibanje in napaka zaradi diagnoze, kar zdravniku omogoči, da predpiše ustrezno zdravljenje ali ustrezne antibiotike. Poleg tega bi lahko test konfigurirali za prepoznavanje protiteles, ki obstajajo tudi po tem, ko bolnik ozdravi okužbe.
Poleg tega ekipa dela na reševanju še enega izziva povečanja proizvodnega procesa, da se omogoči množična proizvodnja. Želijo uporabiti prevleko grafenovega oksida na ravni rezin, da bi zagotovili sočasno obdelavo več sto čipov. Prvotni projekt za odkrivanje okužb naj bi deloval do pomladi 2021, vendar raziskovalci napovedujejo, da senzorja ni mogoče preveriti za koronavirus še eno leto.