Kun COVID-19-pandemia leviää niin laajamittaisesti, infektioiden varhaisesta ja tarkasta havaitsemisesta on tullut varsin tärkeää. Äskettäin Fraunhofer Institute for Reliability and Micro Integration IZM -tutkijat yhdessä teollisuuden ja terveydenhuollon kumppaneiden kanssa ovat kehittäneet grafeenioksidipohjaisen anturialustan akuuttien infektioiden, kuten sepsiksen tai koronaviruksen vasta-aineiden, havaitsemiseksi vain muutamassa minuutissa.
Ryhmä on työskennellyt Graph-POC- projektin parissa viimeisen kahden vuoden ajan tarttumaan infektioiden diagnosoinnissa kohtaamiin vaikeuksiin. Tutkijat keskittyvät nyt tekemään COVID-19-viruksen aiheuttamien varhaisten infektioiden tunnistamisesta apua infektion leviämistavan jäljittämisessä.
Kun infektio tapahtuu, ihmiskeho muodostaa vastauksena biomarkkereita (proteiineja tai molekyylejä). Grafeenipohjaisen anturin pinnalle sijoitetut molekyylit voivat auttaa havaitsemaan nämä biomarkkerit. Infektion esiintyminen voidaan määrittää biomarkkerien pitoisuuksien eromittauksilla. Grafeenioksidi ei ole vain bioyhteensopiva ja sähköä johtava, mutta erittäin luotettava infektion havaitsemiseen.
Grafeenioksidia on tähän asti käytetty alkuperäisessä muodossaan (2D-yksikerroksinen) vain mikroelektroniikassa. Fraunhofer IZM -tiimi käyttää sitä nyt 3D-muodossa hiutaleina mittauspinnan parantamiseksi ja mittausten tarkkuuden varmistamiseksi. Lisäksi tämä tasoittaa tietä muille sovelluksille, kuten haitallisten kaasujen, kuten asetonin tai hiilimonoksidin, havaitsemiselle ympäristön lämpötilassa.
Prosessi on melko yksinkertainen! Tarvitaan vain yksi tippa verta / sylkeä tarkan analyysin suorittamiseksi. Muutaman minuutin kuluttua pisaran antamisesta anturin pinnalle testitulos välitetään sähköisinä signaaleina perhelääkärin vastaanotolle. Pitkäaikaisen verityön korvaaminen laboratoriossa kestää noin 15 minuuttia, mikä eliminoi arvaukset ja virheet diagnoosista, jolloin lääkäri voi määrätä sopivan hoidon tai sopivat antibiootit. Lisäksi testi voidaan konfiguroida tunnistamaan vasta-aineet, jotka ovat olemassa myös potilaan toipumisen jälkeen infektiosta.
Lisäksi tiimi pyrkii vastaamaan toiseen haasteeseen, joka on tuotantoprosessin laajentaminen massatuotannon mahdollistamiseksi. He pyrkivät käyttämään grafeenioksidipäällystystä kiekkotasolla sen varmistamiseksi, että satojen sirujen käsittely voidaan suorittaa samanaikaisesti. Alkuperäinen infektioiden tunnistamisprojekti on suunniteltu toimimaan kevääseen 2021 saakka, mutta tutkijat ennustavat, että anturia ei voida vahvistaa koronaviruksen varalta vuodeksi.