COVID-19 pandemijai plintant tokiu didžiuliu mastu, ankstyvas ir tikslus infekcijų nustatymas tapo gana svarbus. Neseniai „Fraunhofer“ patikimumo ir mikrointegracijos instituto IZM tyrėjai kartu su pramonės ir sveikatos priežiūros partneriais sukūrė grafeno oksido pagrindu veikiančią jutiklių platformą, skirtą vos kelioms minutėms aptikti ūmines infekcijas, tokias kaip sepsis ar antikūnai prieš koronavirusą.
Komanda pastaruosius dvejus metus dirbo prie „ Graph-POC“ projekto, siekdama išspręsti sunkumus, su kuriais susiduriama diagnozuojant infekcijas. Tyrėjai dabar sutelkia dėmesį į tai, kad būtų naudinga nustatyti ankstyvas COVID-19 viruso sukeltas infekcijas, kad būtų lengviau atsekti infekcijos plitimo būdą.
Kai įvyksta infekcija, žmogaus organizmas kaip atsaką suformuoja biomarkerius (baltymus ar molekules). Ant grafeno pagrindu pagaminto jutiklio paviršiaus esančios molekulės gali padėti aptikti šiuos biomarkerius. Infekcijos atsiradimą galima nustatyti atliekant skirtingus biomarkerių koncentracijos matavimus. Grafeno oksidas yra ne tik biologiškai suderinamas ir laidus elektrai, bet ir labai patikimas infekcijai nustatyti.
Iki šiol grafeno oksidas pradine forma (2D viensluoksnis) buvo naudojamas tik mikroelektronikoje. „Fraunhofer IZM“ komanda dabar ją naudoja 3D struktūroje dribsnių pavidalu, kad pagerintų matavimo paviršių ir užtikrintų matavimų tikslumą. Be to, tai atvers kelią tolesnėms reikmėms, pavyzdžiui, jutant kenksmingas dujas, tokias kaip acetonas ar anglies monoksidas, esant aplinkos temperatūrai.
Procesas yra gana paprastas! Norint atlikti tikslią analizę, reikia tik vieno kraujo / seilių lašo. Praėjus kelioms minutėms po lašelio uždėjimo ant jutiklio paviršiaus, tyrimo rezultatas elektriniais signalais perduodamas į šeimos gydytojo kabinetą. Pailginto kraujo darbo pakeitimas laboratorijoje trunka apie 15 minučių, taip pašalinant spėliones ir klaidas, kurios nėra diagnozės, o gydytojas gali paskirti tinkamą gydymą ar tinkamus antibiotikus. Be to, testą galima sukonfigūruoti, kad būtų galima nustatyti antikūnus, kurie egzistuoja net ir pacientui pasveikus nuo infekcijos.
Be to, komanda dirba spręsdama dar vieną iššūkį - padidinti gamybos procesą, kad būtų galima gaminti masinę gamybą. Jie siekia naudoti grafeno oksido dangą plokštelių lygiu, kad būtų galima vienu metu apdoroti šimtus lustų. Planuota, kad pradinis infekcijų nustatymo projektas veiks iki 2021 m. Pavasario, tačiau mokslininkai prognozuoja, kad jutiklio koronavirusui patikrinti negalima dar vienerius metus.