مع انتشار جائحة COVID-19 على هذا النطاق الواسع ، أصبح الاكتشاف المبكر والدقيق للعدوى مهمًا للغاية. في الآونة الأخيرة ، طور باحثون في معهد فراونهوفر للموثوقية والتكامل الجزئي IZM جنبًا إلى جنب مع الشركاء في الصناعة والرعاية الصحية منصة استشعار قائمة على أكسيد الجرافين لاكتشاف العدوى الحادة مثل الإنتان أو الأجسام المضادة ضد فيروس كورونا في دقائق قليلة.
كان الفريق يعمل على مشروع Graph-POC على مدار العامين الماضيين لمعالجة الصعوبات التي تواجه تشخيص العدوى. يركز الباحثون الآن على جعله مفيدًا في تحديد الإصابات المبكرة التي يسببها فيروس COVID-19 للمساعدة في محاولات تتبع طريقة انتشار العدوى.
عندما تحدث العدوى ، يشكل جسم الإنسان مؤشرات حيوية (بروتينات أو جزيئات) كاستجابة. يمكن للجزيئات الموضوعة على سطح المستشعر المعتمد على الجرافين أن تساعد في اكتشاف هذه المؤشرات الحيوية. يمكن تحديد حدوث العدوى من خلال القياسات التفاضلية لتركيز المؤشرات الحيوية. أكسيد الجرافين ليس فقط متوافقًا حيويًا وموصل كهربائيًا ولكنه موثوق للغاية للكشف عن العدوى.
حتى الآن ، تم استخدام أكسيد الجرافين في شكله الأصلي (ثنائي الطبقة أحادي الطبقة) فقط في الإلكترونيات الدقيقة. يستخدمه فريق Fraunhofer IZM الآن بهيكل ثلاثي الأبعاد على شكل رقائق لتحسين سطح القياس وضمان دقة القياسات. إلى جانب ذلك ، سيمهد هذا الطريق لمزيد من التطبيقات مثل استشعار الغازات الضارة مثل الأسيتون أو أول أكسيد الكربون في درجة الحرارة المحيطة.
عملية بسيطة للغاية! كل ما يتطلبه الأمر هو قطرة دم / لعاب واحدة لإجراء تحليل دقيق. بعد بضع دقائق من وضع القطرة على سطح المستشعر ، تُنقل نتيجة الاختبار كإشارات كهربائية إلى مكتب طبيب الأسرة. يستغرق استبدال عمل الدم المطول في المختبر حوالي 15 دقيقة ، وبالتالي القضاء على التخمين والخطأ في التشخيص ، مما يتيح للطبيب وصف العلاج المناسب أو المضادات الحيوية المناسبة. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن تكوين الاختبار لتحديد الأجسام المضادة الموجودة حتى بعد تعافي المريض من العدوى.
بالإضافة إلى ذلك ، يعمل الفريق على مواجهة تحدٍ آخر يتمثل في توسيع نطاق عملية الإنتاج لتمكين التصنيع بالجملة. إنهم يسعون إلى استخدام طلاء أكسيد الجرافين على مستوى الرقاقة لضمان معالجة مئات الرقائق في وقت واحد. كان من المقرر أن يعمل المشروع الأصلي لتحديد الإصابات حتى ربيع 2021 ، لكن الباحثين يتوقعون أنه لا يمكن التحقق من المستشعر لفيروس كورونا لمدة عام آخر