Cercetătorii au folosit grafen, unul dintre cele mai subțiri materiale cunoscute, pentru a depista coronavirusul SARS-CoV-2

Postat la: 16.06.2021 |

Cercetătorii de la Universitatea Chicago din Illinois (UIC) au folosit grafen, unul dintre cele mai rezistente și subțiri materiale cunoscute, pentru a depista cu succes coronavirusul în experimente de laborator, relatează Phys.org.

Oamenii de știință afirmă că descoperirea ar putea fi un pas major înainte în ceea ce privește detectarea SARS-CoV-2, având potențiale aplicații în lupta împotriva pandemiei de COVID-19 și a noilor variante apărute. Aceștia au combinat fâșii de grafen, de 1.000 de ori mai subțiri decât un timbru, cu un anticorp proiectat să țintească proteina Spike („țepuș) a coronavirusului. Cercetătorii au măsurat apoi vibrațiile de la nivelul atomic al acestor fâșii de grafen când sunt expuse la mostre de salivă artificială testate pozitiv și negativ cu coronavirusul SARS-CoV-2, precum și cu alte coronavirusuri precum cel MERS-CoV-2 care cauzează sindromului respirator din Orientul Mijlociu.

Oamenii de știință de la UIC au descoperit că vibrațiile din fâșiile de grafen combinate cu anticorpul s-au modificat când au fost expuse la o mostră pozitivă cu Covid, rămânând însă neschimbate în cazul unei mostre negative sau contaminate cu alte coronavirusuri. Schimbările de vibrații, măsurate cu un dispozitiv numit spectrometru Raman, au fost evidente într-un interval de sub 5 minute. Studiul a fost publicat pe 15 iunie în revista ACS Nano.

„Dezvoltăm senzori de grafen de mulți ani. În trecut am construit detectoare pentru celule cancerigene și ALS (n.r. Scleroză laterală amiotrofică). Este greu de imaginat o aplicabilitate mai urgentă decât pentru a ajuta cu oprirea actualei pandemii", afirmă Vikas Berry, șef al departamentului de inginerie chimică din cadrul Facultății de Inginerie din Cadrul UIC și autor principal al studiului. „Există o nevoie clară în societate pentru modalități mai bune și precise de a depista Covid și variantele sale și această cercetare are potențialul de a face o diferență reală. Senzorul modificat este extrem de sensibil și selectiv pentru Covid și este rapid și ieftin", a adăugat acesta.

„Acest proiect a fost un răspuns nou și uimitor față de nevoia și cererea de a depista virusuri rapid și precis", afirmă și cercetătorul Garrett Lindemann, coautor al studiului. „Dezvoltarea acestei tehnologii ca dispozitiv de testare clinică are numeroase avantaje asupra testelor folosite în prezent", adaugă acesta. Berry afirmă că grafenul are proprietăți unice care îl fac extrem de flexibil și fac posibil un senzor de acest tip.

Grafenul este varianta bidimensională a grafitului, fiind format dintr-un aranjament bidimensional de atomi de carbon. Atomii de carbon sunt legați între ei de legături chimice ale căror elasticitate și mișcare pot produce vibrații colective, cunoscute și sub denumirea de fononi, care pot fi măsurate foarte precis. Când o moleculă ca SARS-CoV-2 interacționează cu grafenul, aceasta schimbă rezonanța acestor vibrații într-un mod foarte specific și cuantificabil.

„Grafenul are o grosime de un singur atom astfel că o moleculă pe suprafața sa este relativ enormă și poate produce o schimbare specifică în energia sa electronică", afirmă Berry. „În acest experiment am modificat grafenul cu un anticorp și, în esență, l-am calibrat pentru a reacționa doar la proteina Spike a SARS-CoV-2", explică acesta. Cercetătorii de la UIC afirmă că grafenul poate fi folosit prin această metodă și pentru a detecta variante ale COVID-19.