Investigadores de la Universidad de Illinois en Chicago han utilizado con éxito el grafeno, uno de los más fuertes, materiales más delgados conocidos:para detectar el virus SARS-CoV-2 en experimentos de laboratorio. Los investigadores dicen que el descubrimiento podría ser un gran avance en la detección de coronavirus, con potenciales aplicaciones en la lucha contra COVID-19 y sus variantes.

En experimentos, investigadores combinaron láminas de grafeno, que son más de 1, 000 veces más delgado que un sello postal, con un anticuerpo diseñado para atacar la infame proteína de pico del coronavirus. Luego midieron las vibraciones a nivel atómico de estas láminas de grafeno cuando se exponen a muestras COVID positivas y COVID negativas en saliva artificial. Estas hojas también se probaron en presencia de otros coronavirus, como el síndrome respiratorio de Oriente Medio, o MERS-CoV.

Los investigadores de la UIC encontraron que las vibraciones de la hoja de grafeno acoplado a anticuerpos cambiaban cuando se trataba con una muestra positiva para COVID. pero no cuando se trata con una muestra COVID negativa o con otros coronavirus. Cambios vibratorios, medido con un dispositivo llamado espectrómetro Raman, fueron evidentes en menos de cinco minutos.

Sus hallazgos se publican hoy en la revista. ACS Nano .

"Hemos estado desarrollando sensores de grafeno durante muchos años. En el pasado, hemos construido detectores de células cancerosas y ELA. Es difícil imaginar una aplicación más urgente que ayudar a detener la propagación de la pandemia actual, "dijo Vikas Berry, profesor y director de ingeniería química de la Facultad de Ingeniería de la UIC y autor principal del artículo. "Existe una clara necesidad en la sociedad de mejores formas de detectar COVID y sus variantes de forma rápida y precisa, y esta investigación tiene el potencial de marcar una diferencia real. El sensor modificado es altamente sensible y selectivo para COVID, y es rápido y económico ".

"Este proyecto ha sido una respuesta sorprendentemente novedosa a la necesidad y demanda de detección de virus, de forma rápida y precisa, "dijo el coautor del estudio Garrett Lindemann, un investigador de Carbon Advanced Materials and Products, o CAMP. "El desarrollo de esta tecnología como un dispositivo de prueba clínica tiene muchas ventajas sobre las pruebas actualmente implementadas y utilizadas".

Berry dice que el grafeno tiene propiedades únicas que lo hacen muy versátil, haciendo posible este tipo de sensor.

El grafeno es un material de un solo átomo de espesor compuesto de carbono. Los átomos de carbono están unidos por enlaces químicos cuya elasticidad y movimiento pueden producir vibraciones resonantes, también conocido como fonones, que se puede medir con mucha precisión. Cuando una molécula como una molécula de SARS-CoV-2 interactúa con el grafeno, cambia estas vibraciones resonantes de una manera muy específica y cuantificable.

"El grafeno tiene solo un átomo de espesor, por lo que una molécula en su superficie es relativamente enorme y puede producir un cambio específico en su energía electrónica, ", Dijo Berry." En este experimento, modificamos el grafeno con un anticuerpo y, en esencia, lo calibró para reaccionar solo con la proteína de pico SARS-CoV-2. Usando este método, el grafeno podría usarse de manera similar para detectar variantes de COVID-19 ".

Los investigadores dicen que las aplicaciones potenciales de un sensor de grafeno a nivel atómico, desde la detección de COVID hasta la ELA y el cáncer, continúan expandiéndose.