Разработан быстрый тест на основе оксида графена для обнаружения инфекций

Исследователи из Института надёжности и микроинтеграции им. Фраунгофера (Fraunhofer IZM) совместно с партнёрами из промышленности и здравоохранения разработали портативную сенсорную платформу на основе оксида графена для обнаружения острых инфекций, таких как сепсис, или антител к коронавирусу в течение нескольких минут.

Одна капля крови для диагноза

В рамках проекта Graph-POC, стартовавшего в апреле 2018 года, учёные создали сенсорную платформу. Для точного анализа достаточно одной капли крови или слюны. Через несколько минут после нанесения образца на поверхность сенсора электрические сигналы передают результат в кабинет врача. Этот быстрый тест даёт результат уже через 15 минут, заменяя длительный лабораторный анализ крови. Тест также можно настроить для обнаружения антител, присутствующих после перенесённой инфекции, например, COVID-19.

Принцип работы основан на обнаружении биомаркеров — молекул или белков, которые организм вырабатывает в ответ на инфекцию. На поверхность графенового сенсора наносятся захватывающие молекулы для этих биомаркеров. Дифференциальные измерения концентрации биомаркеров определяют наличие инфекции.

3D-структура для увеличения поверхности

Ключевая особенность платформы — базовый материал. Электропроводный и биосовместимый оксид графена является очень надёжным средством обнаружения. Исследователи Fraunhofer IZM впервые применили его в виде 3D-структуры (чешуек), а не в обычной 2D-моноплёнке. Эта 3D-форма увеличивает измерительную поверхность и точность измерений.

Высокая чувствительность 3D-массива чешуек оксида графена открывает двери для других применений, например, для обнаружения вредных газов, таких как монооксид углерода или ацетон, даже при комнатной температуре. Следующая задача исследователей — масштабирование процесса производства для массового изготовления путём нанесения покрытия из оксида графена на уровне пластины (wafer level).

Внедрение теста на коронавирус ожидается примерно через год

Перед развёртыванием быстрых тестов сенсоры на основе оксида графена должны быть интегрированы в пластиковый носитель, а надёжность системы — проверена. Хотя исходный проект по обнаружению инфекций рассчитан до весны 2021 года, исследователи ожидают, что верификация сенсора для коронавируса займёт ещё около года.

Партнёрами проекта являются Charité, Aptarion Biotech AG, Technische Universität Berlin, MicroDiscovery GmbH и alpha-board GmbH. Проект финансируется Федеральным министерством образования и научных исследований Германии (BMBF).