Con la diffusione della pandemia COVID-19 su scala così vasta, il rilevamento precoce e accurato delle infezioni è diventato piuttosto importante. Recentemente, i ricercatori del Fraunhofer Institute for Reliability and Micro integration IZM insieme ai partner dell'industria e della sanità hanno sviluppato una piattaforma di sensori a base di ossido di grafene per rilevare infezioni acute come la sepsi o gli anticorpi contro il coronavirus in pochi minuti.
Il team ha lavorato al progetto Graph-POC negli ultimi due anni per affrontare le difficoltà incontrate nella diagnosi delle infezioni. I ricercatori si stanno ora concentrando sul renderlo utile per identificare le prime infezioni causate dal virus COVID-19 per aiutare nei tentativi di tracciare la modalità di diffusione dell'infezione.
Quando si verifica un'infezione, il corpo umano forma biomarcatori (proteine o molecole) come risposta. Le molecole posizionate sulla superficie del sensore a base di grafene potrebbero aiutare a rilevare questi biomarcatori. Il verificarsi dell'infezione può essere determinato mediante misurazioni differenziali della concentrazione dei biomarcatori. L'ossido di grafene non è solo biocompatibile ed elettricamente conduttivo, ma altamente affidabile per la rilevazione dell'infezione.
Fino ad ora, l'ossido di grafene è stato utilizzato nella sua forma originale (monostrato 2D) solo in microelettronica. Il team Fraunhofer IZM lo sta ora utilizzando in una struttura 3D sotto forma di scaglie per migliorare la superficie di misurazione e garantire l'accuratezza delle misurazioni. Inoltre, questo aprirà la strada per ulteriori applicazioni come il rilevamento di gas nocivi come l'acetone o il monossido di carbonio a temperatura ambiente.
Il processo è abbastanza semplice! Basta una sola goccia di sangue / saliva per eseguire un'analisi accurata. Pochi minuti dopo aver applicato la goccia sulla superficie del sensore, il risultato del test viene trasmesso come segnali elettrici all'ambulatorio del medico di famiglia. La sostituzione del lavoro di sangue prolungato in laboratorio richiede circa 15 minuti, eliminando così le congetture e gli errori fuori dalla diagnosi, consentendo al medico di prescrivere il trattamento appropriato o antibiotici appropriati. Inoltre, il test potrebbe essere configurato per identificare gli anticorpi che esistono anche dopo che un paziente si è ripreso da un'infezione.
Inoltre, il team sta lavorando per affrontare un'altra sfida: aumentare il processo di produzione per consentire la produzione di massa. Stanno cercando di utilizzare il rivestimento di ossido di grafene a livello di wafer per garantire che l' elaborazione di centinaia di chip possa avvenire simultaneamente. Il progetto originale per identificare le infezioni dovrebbe funzionare fino alla primavera del 2021, ma i ricercatori prevedono che il sensore non potrà essere verificato per il coronavirus per un altro anno.