Tấm graphene giúp phát hiện nhanh và chính xác covid-19 và các biến thể

Các nhà nghiên cứu tại trường Đại học Illinois Chicago đã sử dụng thành công graphene, vật liệu nổi tiếng là mỏng và mạnh nhất, để phát hiện virus SARS-CoV-2 trong phòng thí nghiệm. Bước đột phá này rất hữu ích trong cuộc chiến chống COVID-19 và các biến thể của nó.

Hình ảnh minh họa quy trình phát hiện protein đột biến COVID-19 dựa trên graphene được phát triển tại UIC. Hình chữ nhật màu trắng đại diện cho chất nền có graphene được chức năng hóa với kháng thể SARS-CoV-2 (được hiển thị bằng màu vàng). Khi máy dò graphene này tương tác với protein đột biến của virus trong mẫu dương tính với COVID, tần số dao động nguyên tử của nó sẽ thay đổi. Nguồn: Vikas Berry

Trong thí nghiệm, nhóm nghiên cứu đã kết hợp các tấm graphene, mỏng hơn 1.000 lần con tem bưu chính, với một kháng thể được thiết kế nhằm vào protein gai (spike protein) trên virus corona. Sau đó, các nhà khoa học đo độ rung cấp nguyên tử của các tấm graphene này khi cho chúng tiếp xúc với các mẫu dương tính và âm tính với COVID có trong nước bọt nhân tạo. Các tấm graphene này cũng được thử nghiệm với sự hiện diện của các loại virus corona khác như MERS-CoV (hội chứng hô hấp Trung Đông).

Kết quả nghiên cứu cho thấy độ rung của tấm graphene có chứa kháng thể đã thay đổi khi được xử lý với mẫu dương tính với COVID-19, nhưng không thay đổi khi được xử lý bằng mẫu âm tính với COVID-19 hoặc với các virus corona khác. Những dao động thay đổi, được đo bằng máy quang phổ Raman, hiển thị rõ ràng trong vòng chưa đầy năm phút.

Phát hiện của họ vừa được công bố trên tạp chí ACS Nano .

GS. Vikas Berry, cho biết: "Chúng tôi đã chế tạo cảm biến graphene trong nhiều năm. Trước đây, chúng tôi đã chế tạo được các thiết bị phát hiện tế bào ung thư và hội chứng xơ cứng teo cơ một bên (ALS). Thật khó để tưởng tượng một ứng dụng cấp bách hơn là giúp ngăn chặn sự lan tràn của đại dịch COVID-19 hiện nay”.

“Xã hội đang có nhu cầu về những phương pháp hiệu quả hơn để phát hiện nhanh và chính xác COVID-19, cũng như các biến thể của nó. Nghiên cứu này có thể tạo khác biệt thực sự. Cảm biến được sửa đổi, rất nhạy với khả năng phát hiện nhanh COVID-19 với chi phí thấp”, GS. Vikas Berry, chia sẻ: “Graphene chỉ dày một nguyên tử, vì vậy một phân tử trên bề mặt của nó tương đối lớn và có thể tạo ra một sự thay đổi cụ thể trong năng lượng điện tử của nó. "Trong thí nghiệm này, chúng tôi đã sửa đổi graphene bằng một kháng thể và về bản chất, hiệu chỉnh nó để chỉ phản ứng với protein đột biến SARS-CoV-2. Sử dụng phương pháp này, graphene tương tự có thể được sử dụng để phát hiện các biến thể COVID-19."

Đồng tác giả nghiên cứu Garrett Lindemann, một nhà nghiên cứu của Công ty Vật liệu và Sản phẩm Tiên tiến Carbon, cho biết: “Dự án này là một phản ứng mới lạ đáng kinh ngạc đối với nhu cầu phát hiện virus một cách nhanh chóng và chính xác. "Sự phát triển của công nghệ này như một thiết bị thử nghiệm lâm sàng có nhiều ưu điểm hơn so với các thử nghiệm đang được triển khai và sử dụng."

Các tác giả cho rằng, cảm biến graphene còn có nhiều ứng dụng tiềm năng khác, ngoài phát hiện ung thư.

Theo https://phys.org/news/2021-06-graphene-covid-quickly-accurately.html