Un nuevo proyecto de colaboración entre el Reino Unido y China está desarrollando un sensor para proporcionar una Método de bajo costo para diagnosticar la hepatitis en el lugar utilizando grafeno, un material 2-D avanzado conocido por su alta conductividad eléctrica. El sensor será el primero en probar simultáneamente tres tipos de hepatitis:A, B y C:de los cinco tipos que existen. El proyecto de múltiples socios, apoyado por el Newton Fund del Reino Unido y dirigido por Biovici, reunirá al Laboratorio Nacional de Física (NPL), la Universidad de Chongqing, Universidad de Swansea, y el socio de la industria CTN, para desarrollar esta nueva tecnología de diagnóstico.

La hepatitis es un gran problema de salud mundial, con casi 400 millones de personas en todo el mundo afectadas, resultando en más de 1.4 millones de muertes por año. La Organización Mundial de la Salud ha informado que 257 millones de personas están infectadas solo con hepatitis B. Los afectados por la hepatitis sufren una infección crónica, resultando en un millón de muertes por año por cirrosis hepática y cáncer, con el 40% de esas muertes ocurriendo en China. Financiado por el Newton Fund del Reino Unido, cuyo objetivo es promover el desarrollo económico y el bienestar social de los países socios mediante el fortalecimiento de la capacidad científica y de innovación, este proyecto tiene como objetivo ayudar a abordar la incidencia de la hepatitis en China. La hepatitis B en particular es endémica en China, con un tercio de los 350 millones de personas infectadas en todo el mundo que residen en China.

Los análisis de sangre se utilizan actualmente como método de diagnóstico para la hepatitis, pero hay desafíos asociados con esto. Con análisis de sangre, los resultados pueden tardar de cinco a siete días, durante el cual los pacientes siguen siendo contagiosos y, por lo tanto, un riesgo para los no infectados. Es más, la técnica es invasiva y cara, ya que requiere personal médico.

El grafeno es un material 2-D con propiedades eléctricas y mecánicas únicas, que derivan de su estructura de un átomo de espesor. Las excepcionales características electrónicas del material, la sensibilidad y la selectividad de la superficie lo hacen ideal para aplicaciones de sensores, incluidos los que se utilizan para el diagnóstico médico. Hasta la fecha, Existen biosensores electroquímicos de grafeno para diagnosticar un tipo de hepatitis. Este proyecto, sin embargo, desarrollará sensores para la detección de tres tipos de hepatitis a la vez, mediante el uso de tres sensores de grafeno, cada uno diseñado para identificar los anticuerpos asociados con una determinada cepa de hepatitis, integrado en una sola prueba. A diferencia de los análisis de sangre convencionales, este sensor proporcionará un no invasivo, Método de cribado rápido y menos costoso. La facilidad y la velocidad de este método serán beneficiosas para las pruebas a granel de los alimentos, la mano de obra agrícola y educativa en China, más de 300 millones de personas, para quienes las pruebas son obligatorias.

El enfoque del equipo es utilizar la tecnología del sensor de grafeno para desarrollar un diagnóstico en el punto de atención para la detección temprana y el monitoreo de múltiples biomarcadores de hepatitis salivales o basados ​​en suero. Esta será una novela tecnología de sensores de monitoreo en tiempo real, basado en grafeno químicamente modificado, que monitorea simultáneamente la hepatitis A, B y C. La prueba será sencilla, de bajo costo y rápido, similar a un sensor de glucosa en sangre o una prueba de embarazo, pero probando la saliva en su lugar. Este proyecto de dos años desarrollará un prototipo, y establecer la confiabilidad, estabilidad y sensibilidad del sensor en preparación para su comercialización. Se estima que si el sensor se produce en grandes cantidades, cada dispositivo podría costar tan solo £ 1 GBP.

Si bien cada uno de los cinco socios involucrados en el proyecto tiene un rol diferente, todas sus actividades son necesarias en combinación para el desarrollo eficaz de esta nueva tecnología. Los dos socios chinos, CTN y la Universidad de Chongqing, son responsables de la producción y fabricación de dispositivos de grafeno. Por el lado de la caracterización, NPL está llevando a cabo pruebas y caracterizaciones eléctricas, mientras que la Universidad de Swansea está realizando la caracterización química. Finalmente, Biovici, que desarrolla dispositivos de diagnóstico POC de próxima generación, se encarga del envasado y comercialización.

Dra. Olga Kazakova, Científico investigador principal en materiales avanzados en NPL, dijo:"Las características únicas del grafeno significan que tiene un gran potencial para ser utilizado en una variedad de aplicaciones de detección. Además de la hepatitis, podría usarse en otras pruebas similares, incluyendo sensores de alérgenos, identificación de contaminantes y otras aplicaciones de las ciencias de la vida. Es imperativo para nosotros comprender las características exactas del material para poder evaluar cómo se puede fabricar y utilizar en estas diferentes aplicaciones. Este es un enfoque clave para nosotros y el Centro Nacional de Metrología de Grafeno en NPL apoya la comercialización y aplicación del material avanzado mediante la realización de investigaciones líderes en el mundo sobre su medición y caracterización. A través de esta investigación, estamos trabajando para desarrollar estándares internacionales para el grafeno que ayudarán a desbloquear nuevas aplicaciones para este increíble material ".

Paul Morgan, Consejero Delegado de Biovici, dijo:"Esta colaboración entre NPL, El Centro de NanoSalud de la Universidad de Swansea y nuestros socios en China abren una oportunidad única para desarrollar un prueba asequible, lo que aportará importantes beneficios a la lucha mundial contra la propagación de esta enfermedad altamente infecciosa. Muchas personas asocian la hepatitis como un problema que ocurre en otros lugares y no en su país de origen. Sin embargo, la hepatitis es una epidemia mundial que está afectando rápidamente a partes del Reino Unido, en Europa y Estados Unidos ".

Profesor Owen Guy, Director (Ingeniería) en el Centro de NanoSalud de la Universidad de Swansea, dijo:"El uso de la tecnología de proceso de semiconductores aplicada al grafeno nos permite fabricar sensores de bajo costo. Con la tecnología de laboratorio en chip adecuada, existe la posibilidad de desarrollar sensores para una gran cantidad de aplicaciones de diagnóstico y detección ".