Díky šíření pandemie COVID-19 v tak velkém měřítku se stala velmi důležitá včasná a přesná detekce infekcí. V poslední době vědci z Fraunhoferova institutu pro spolehlivost a mikro integraci IZM spolu s partnery v průmyslu a zdravotnictví vyvinuli senzorovou platformu na bázi grafenoxidu pro detekci akutních infekcí, jako je sepse nebo protilátky proti koronaviru, během několika minut.
Tým pracuje na projektu Graph-POC za poslední dva roky s cílem řešit potíže, kterým čelí diagnostika infekcí. Vědci se nyní zaměřují na to, aby pomohli při identifikaci časných infekcí způsobených virem COVID-19, aby pomohli při pokusech vysledovat způsob šíření infekce.
Když dojde k infekci, lidské tělo jako reakci vytvoří biomarkery (proteiny nebo molekuly). Molekuly umístěné na povrchu senzoru na bázi grafenu by mohly pomoci tyto biomarkery detekovat. Výskyt infekce lze určit diferenčním měřením koncentrace biomarkerů. Oxid grafenu je nejen biokompatibilní a elektricky vodivý, ale také vysoce spolehlivý pro detekci infekce.
Doposud se oxid grafenu v původní podobě (2D monovrstva) používal pouze v mikroelektronice. Tým Fraunhofer IZM jej nyní používá ve 3D struktuře ve formě vloček ke zlepšení měřicí plochy a zajištění přesnosti měření. Kromě toho to připraví půdu pro další aplikace, jako je snímání škodlivých plynů, jako je aceton nebo oxid uhelnatý, při teplotě okolí.
Proces je docela jednoduchý! K provedení přesné analýzy stačí jediná kapka krve / slin. Několik minut po aplikaci kapky na povrch senzoru je výsledek testu přenesen jako elektrické signály do ordinace rodinného lékaře. Nahrazení vleklé krevní práce v laboratoři trvá přibližně 15 minut, čímž se eliminují dohady a chyby z diagnózy, což umožňuje lékaři předepsat vhodnou léčbu nebo vhodná antibiotika. Kromě toho lze test nakonfigurovat tak, aby identifikoval protilátky, které existují i poté, co se pacient uzdraví z infekce.
Tým dále pracuje na řešení další výzvy, která spočívá ve zvětšení výrobního procesu, aby byla umožněna hromadná výroba. Snaží se použít povlak oxidu grafenu na úrovni oplatky, aby bylo zajištěno, že může probíhat zpracování stovek čipů současně. Původní projekt identifikace infekcí byl naplánován tak, aby fungoval do jara 2021, ale vědci předpovídají, že senzor nebude možné u koronaviru ověřit na další rok.