Nick Flaherty
eeNews Europe
Немецкие ученые разрабатывают электронный датчик на основе оксида графена, способный обнаруживать бактериальные и вирусные инфекции, такие как антитела к Covid-19, всего за 15 минут.
Группа исследователей из Института надежности и микроинтеграции Фраунгофера (Fraunhofer Institute for Reliability and Microintegration, IZM) в Берлине с апреля 2018 года работает над проектом Graph-POC, целью которого является создание сенсорной платформы на основе оксида графена.
Для 15-минутного анализа с использованием трехмерной структуры графеновых чешуек, а не двумерных монослоев, применяемых в других датчиках, требуется одна капля крови или слюны. Трехмерная структура увеличивает мерительную поверхность и точность измерений.
«Мы можем отклоняться от текущих исследований в области медицины, чтобы также развиваться и в других актуальных направлениях, таких как экологические технологии и обнаружение воздействий на окружающую среду. Но, конечно же, наш главный приоритет – приложения, связанные с Covid-19», – сказал Мануэль Бойшер (Manuel Bäuscher), научный сотрудник Fraunhofer IZM и менеджер подпроекта в Graph-POC.
Тест может быть настроен на обнаружение антител, присутствующих после того, как пациент перенес инфекционное заболевание. В настоящее время исследователи из Fraunhofer IZM сосредотачиваются на использовании этого приложения для более раннего выявления случаев заражения вирусом Covid-19, что может помочь в отслеживании распространения инфекции.
Улавливающие молекулы, помещенные на поверхность графенового датчика, могут обнаруживать специфические биомаркеры антител Covid-19, а дифференциальные измерения концентрации биомаркеров определяют наличие инфекции.
Датчики на основе оксида графена должны быть интегрированы в пластиковый носитель, а до того, как можно будет проводить экспресс-тесты, должна быть проверена надежность системы. Хотя первоначально намечалось завершить проект по обнаружению инфекций до весны 2021 года, исследователи не рассчитывают, что смогут проверить датчик на Covid-19 в течение следующего года.
Высокая чувствительность трехмерного массива оксида графена может открыть и другие сферы применения, например, для обнаружения окиси углерода или ацетона при комнатной температуре, без нагревания, необходимого для существующих датчиков. Сенсор из оксида графена реагирует при более низких температурах, когда оксиды металлов связываются с его чувствительной поверхностью.
Команда из Fraunhofer IZM также рассматривает возможность доработки технологии для массового производства. Исследователи хотят научиться наносить покрытие из оксида графена на кремниевые пластины, чтобы иметь возможность обрабатывать сотни чипов одновременно.
Партнерами в этом проекте выступили Charité, Aptarion Biotech AG, Технический университет Берлина, MicroDiscovery GmbH и alpha-board GmbH. Проект финансируется Федеральным министерством образования и научных исследований Германии (BMBF).
