Графен используется для быстрого обнаружения COVID-19

blank

Исследователи из Иллинойского университета в Чикаго использовали графен — один из самых прочных и тонких известных материалов — для обнаружения вируса SARS-CoV-2 в лабораторных экспериментах. Исследователи говорят, что это открытие может стать прорывом в обнаружении коронавируса с потенциальным применением в борьбе с COVID-19 и его вариантами.
В экспериментах исследователи объединили листы графена , которые более чем в 1000 раз тоньше почтовой марки, с антителом, предназначенным для нацеливания на печально известный шипованный белок коронавируса. Затем они измерили колебания на атомном уровне этих графеновых листов при воздействии на COVID-положительные и COVID-отрицательные образцы в искусственной слюне. Эти листы также были протестированы на наличие других коронавирусов, таких как респираторный синдром Ближнего Востока или MERS-CoV.

Исследователи UIC обнаружили, что колебания графенового листа, связанного с антителами, изменяются при обработке COVID-положительным образцом, но не при обработке COVID-отрицательным образцом или другими коронавирусами.. Колебательные изменения, измеренные с помощью устройства, называемого рамановским спектрометром, стали очевидны менее чем за пять минут.

«Мы разрабатываем графеновые датчики в течение многих лет. В прошлом мы создавали детекторы для раковых клеток и БАС. Трудно представить себе более неотложное применение, чем помощь в сдерживании распространения текущей пандемии», — сказал Викас Берри. профессор и руководитель химического машиностроения Инженерного колледжа МСЖД и старший автор статьи. «Общество явно нуждается в лучших способах быстрого и точного обнаружения COVID и его вариантов, и это исследование может реально изменить ситуацию. Модифицированный датчик очень чувствителен и селективен в отношении COVID, а также является быстрым и недорогим. .«Этот проект стал удивительно новым ответом на потребность и потребность в быстром и точном обнаружении вирусов», — сказал соавтор исследования Гарретт Линдеманн, исследователь из Carbon Advanced Materials and Products или CAMP. «Разработка этой технологии в качестве устройства для клинических испытаний имеет много преимуществ перед развернутыми и используемыми в настоящее время испытаниями».

Берри говорит, что графен обладает уникальными свойствами, которые делают его очень универсальным, что делает возможным такой тип сенсора .

Графен представляет собой материал толщиной в один атом, состоящий из углерода. Атомы углерода связаны химическими связями, эластичность и движение которых могут вызывать резонансные колебания, также известные как фононы, которые можно очень точно измерить. Когда молекула, такая как молекула SARS-CoV-2, взаимодействует с графеном, она изменяет эти резонансные колебания очень специфическим и измеримым образом.

«Графен имеет толщину всего один атом, поэтому молекула на его поверхности относительно огромна и может вызывать определенные изменения в своей электронной энергии», — сказал Берри. «В этом эксперименте мы модифицировали графен с помощью антитела и, по сути, откалибровали его так, чтобы он реагировал только со спайковым белком SARS-CoV-2. Используя этот метод, графен аналогичным образом можно было бы использовать для обнаружения вариантов COVID-19».

Исследователи говорят, что потенциальные области применения сенсора атомного уровня графена — от обнаружения COVID до БАС и рака — продолжают расширяться.

Поделиться

Источник