นักวิจัยพัฒนากราฟีนออกไซด์

การแพร่ระบาดของ COVID-19 ในวงกว้างเช่นนี้การตรวจหาการติดเชื้อในระยะแรกและแม่นยำจึงมีความสำคัญมาก เมื่อเร็ว ๆ นี้นักวิจัยจาก Fraunhofer Institute for Reliability and Micro integration IZM พร้อมกับพันธมิตรในอุตสาหกรรมและการดูแลสุขภาพได้พัฒนาแพลตฟอร์มเซ็นเซอร์ที่ใช้กราฟีนออกไซด์สำหรับตรวจจับการติดเชื้อเฉียบพลันเช่นภาวะติดเชื้อในกระแสเลือดหรือแอนติบอดีต่อโคโรนาไวรัสในเวลาเพียงไม่กี่นาที

ทีมงานได้ทำงานในโครงการGraph-POCในช่วงสองปีที่ผ่านมาเพื่อแก้ไขปัญหาที่ต้องเผชิญในการวินิจฉัยการติดเชื้อ ขณะนี้นักวิจัยกำลังมุ่งเน้นไปที่การทำให้เป็นประโยชน์ในการระบุการติดเชื้อในระยะเริ่มต้นที่เกิดจากไวรัส COVID-19 เพื่อช่วยในการติดตามโหมดการแพร่กระจายของการติดเชื้อ

เมื่อเกิดการติดเชื้อร่างกายมนุษย์จะสร้างตัวบ่งชี้ทางชีวภาพ (โปรตีนหรือโมเลกุล) เพื่อตอบสนอง โมเลกุลที่วางอยู่บนพื้นผิวของเซ็นเซอร์ที่ใช้กราฟีนสามารถช่วยตรวจจับไบโอมาร์คเกอร์เหล่านี้ได้ การเกิดการติดเชื้อสามารถระบุได้จากการวัดความเข้มข้นของตัวบ่งชี้ทางชีวภาพที่แตกต่างกัน กราฟีนออกไซด์ไม่เพียง แต่เข้ากันได้ทางชีวภาพและเป็นสื่อกระแสไฟฟ้าแต่มีความน่าเชื่อถือสูงในการตรวจหาเชื้อ

จนถึงปัจจุบันกราฟีนออกไซด์ถูกนำมาใช้ในรูปแบบดั้งเดิม (2D monolayer) เฉพาะในไมโครอิเล็กทรอนิกส์ ทีม Fraunhofer IZM คือตอนนี้ใช้มันในโครงสร้าง 3 มิติในรูปแบบของสะเก็ดในการปรับปรุงพื้นผิวการวัดและความถูกต้องของการวัดนอกจากนี้สิ่งนี้จะปูทางไปสู่การใช้งานเพิ่มเติมเช่นการตรวจจับก๊าซที่เป็นอันตรายเช่นอะซิโตนหรือคาร์บอนมอนอกไซด์ที่อุณหภูมิแวดล้อม

กระบวนการนี้ค่อนข้างง่าย! เพียงหยดเลือด / น้ำลายเพียงหยดเดียวเพื่อทำการวิเคราะห์ที่แม่นยำ ไม่กี่นาทีหลังจากหยดลงบนพื้นผิวของเซ็นเซอร์ผลการทดสอบจะถูกส่งเป็นสัญญาณไฟฟ้าไปยังสำนักงานแพทย์ประจำครอบครัว การแทนที่การทำงานของเลือดที่ยืดเยื้อในห้องแล็บจะใช้เวลาประมาณ 15 นาทีซึ่งจะช่วยขจัดการคาดเดาและข้อผิดพลาดจากการวินิจฉัยทำให้แพทย์สามารถกำหนดวิธีการรักษาที่เหมาะสมหรือยาปฏิชีวนะที่เหมาะสมได้ นอกจากนี้การทดสอบสามารถกำหนดค่าเพื่อระบุแอนติบอดีที่มีอยู่แม้ว่าผู้ป่วยจะฟื้นตัวจากการติดเชื้อ

นอกจากนี้ทีมงานกำลังทำงานเพื่อจัดการกับความท้าทายอีกประการหนึ่งในการปรับขนาดกระบวนการผลิตเพื่อให้สามารถผลิตได้จำนวนมาก พวกเขาพยายามที่จะใช้การเคลือบแกรฟีนออกไซด์ในระดับเวเฟอร์เพื่อให้แน่ใจว่าการประมวลผลชิปหลายร้อยสามารถเกิดขึ้นพร้อมกันได้ โครงการดั้งเดิมเพื่อระบุการติดเชื้อมีกำหนดจะใช้งานได้จนถึงฤดูใบไม้ผลิปี 2564 แต่นักวิจัยคาดการณ์ว่าเซ็นเซอร์ไม่สามารถตรวจสอบไวรัสโคโรนาได้อีกปี