Dengan penyebaran pandemi COVID-19 dalam skala yang begitu luas, deteksi dini dan akurat infeksi menjadi sangat penting. Baru-baru ini, para peneliti di Institut Fraunhofer untuk Keandalan dan Integrasi Mikro IZM bersama dengan mitra dalam industri dan perawatan kesehatan telah mengembangkan platform sensor berbasis graphene oxide untuk mendeteksi infeksi akut seperti sepsis atau antibodi terhadap virus corona hanya dalam beberapa menit.
Tim tersebut telah mengerjakan proyek Graph-POC selama dua tahun terakhir untuk mengatasi kesulitan yang dihadapi dalam diagnosis infeksi. Para peneliti sekarang fokus untuk membuatnya membantu dalam mengidentifikasi infeksi awal yang disebabkan oleh virus COVID-19 untuk membantu dalam upaya melacak cara penyebaran infeksi.
Ketika infeksi terjadi, tubuh manusia membentuk biomarker (protein atau molekul) sebagai tanggapan. Molekul yang ditempatkan pada permukaan sensor berbasis graphene dapat membantu mendeteksi biomarker ini. Terjadinya infeksi dapat ditentukan melalui pengukuran diferensial dari konsentrasi biomarker. Graphene oxide tidak hanya biokompatibel dan konduktif secara elektrik tetapi juga sangat dapat diandalkan untuk mendeteksi infeksi.
Hingga saat ini, graphene oxide telah digunakan dalam bentuk aslinya (2D monolayer) hanya pada mikroelektronika. Tim Fraunhofer IZM kini menggunakannya dalam struktur 3D berupa serpihan untuk meningkatkan permukaan pengukuran dan memastikan akurasi pengukuran. Selain itu, ini akan membuka jalan untuk aplikasi lebih lanjut seperti merasakan gas berbahaya seperti aseton atau karbon monoksida pada suhu kamar.
Prosesnya cukup sederhana! Yang dibutuhkan hanyalah setetes darah / air liur untuk melakukan analisis yang akurat. Beberapa menit setelah menetes ke permukaan sensor, hasil tes dikirim sebagai sinyal listrik ke kantor dokter keluarga. Mengganti pekerjaan darah yang berlarut-larut di laboratorium membutuhkan waktu sekitar 15 menit, sehingga menghilangkan dugaan dan kesalahan diagnosis, memungkinkan dokter untuk meresepkan pengobatan yang sesuai atau antibiotik yang sesuai. Selain itu, tes dapat dikonfigurasi untuk mengidentifikasi antibodi yang ada bahkan setelah pasien sembuh dari infeksi.
Selain itu, tim sedang berupaya mengatasi tantangan lain dalam meningkatkan proses produksi untuk memungkinkan produksi massal. Mereka berusaha menggunakan lapisan oksida graphene pada tingkat wafer untuk memastikan pemrosesan ratusan chip dapat berlangsung secara bersamaan. Proyek asli untuk mengidentifikasi infeksi telah dijadwalkan untuk bekerja hingga musim semi 2021, tetapi para peneliti memperkirakan bahwa sensor tidak dapat diverifikasi untuk virus korona selama satu tahun lagi.