COVID-19 pandemisinin böylesine geniş bir ölçekte yayılmasıyla, enfeksiyonların erken ve doğru tespiti oldukça önemli hale geldi. Son zamanlarda, Fraunhofer Güvenilirlik ve Mikro entegrasyon Enstitüsü IZM'deki araştırmacılar, endüstri ve sağlık hizmetlerindeki ortaklarla birlikte, sepsis gibi akut enfeksiyonları veya koronavirüse karşı antikorları sadece birkaç dakika içinde tespit etmek için grafen oksit tabanlı sensör platformu geliştirdiler.
Ekip, enfeksiyonların teşhisinde karşılaşılan zorlukları ele almak için son iki yıldır Graph-POC projesi üzerinde çalışıyor. Araştırmacılar şimdi, enfeksiyonun yayılma modunu izleme girişimlerine yardımcı olmak için COVID-19 virüsünün neden olduğu erken enfeksiyonları tanımlamaya yardımcı olmaya odaklanıyor.
Bir enfeksiyon meydana geldiğinde, insan vücudu bir yanıt olarak biyobelirteçler (proteinler veya moleküller) oluşturur. Grafen bazlı sensör yüzeyine yerleştirilen moleküller, bu biyobelirteçleri tespit etmeye yardımcı olabilir. Enfeksiyon oluşumu, biyobelirteçlerin konsantrasyonunun farklı ölçümleri yoluyla belirlenebilir. Grafen oksit sadece biyolojik olarak uyumlu ve elektriksel olarak iletken olmakla kalmaz, aynı zamanda enfeksiyonun tespiti için oldukça güvenilirdir.
Şimdiye kadar grafen oksit, orijinal haliyle (2D tek tabakalı) yalnızca mikroelektronikte kullanılmıştır. Fraunhofer IZM ekibi, ölçüm yüzeyini iyileştirmek ve ölçümlerin doğruluğunu sağlamak için şimdi onu pul şeklinde 3 boyutlu bir yapıda kullanıyor. Ayrıca bu, ortam sıcaklığında aseton veya karbon monoksit gibi zararlı gazların algılanması gibi daha ileri uygulamaların yolunu açacaktır.
İşlem oldukça basit! Doğru bir analiz yapmak için tek gereken tek bir damla kan / tükürüktür. Damla sensörün yüzeyine uygulandıktan birkaç dakika sonra, test sonucu elektrik sinyalleri olarak aile doktorunun ofisine iletilir. Uzun süren kan çalışmasının laboratuvarda ikame edilmesi yaklaşık 15 dakika sürer ve bu sayede, tanıdaki varsayım ve hata ortadan kaldırılarak, hekimin uygun tedaviyi veya uygun antibiyotikleri reçete etmesini sağlar. Ek olarak test, bir hasta enfeksiyondan kurtulduktan sonra bile var olan antikorları tanımlayacak şekilde yapılandırılabilir.
Ekip, seri üretime olanak sağlamak için üretim sürecini ölçeklendirmenin başka bir zorluğunun üstesinden gelmek için çalışıyor. Yüzlerce yonganın aynı anda işlenebilmesini sağlamak için grafen oksit kaplamayı gofret seviyesinde kullanmaya çalışıyorlar. Enfeksiyonları belirlemeye yönelik orijinal projenin 2021 baharına kadar çalışması planlandı, ancak araştırmacılar sensörün koronavirüs için bir yıl daha doğrulanamayacağını tahmin ediyor.