Graphen, das als „magisches Material“ bezeichnet wird, kann zur schnellen und genauen Erkennung von COVID-19 eingesetzt werden.
Laut ausländischen Medienberichten ist es Forschern der Universität von Illinois in Chicago gelungen, Graphen, eines der stärksten und dünnsten bekannten Materialien, in Laborexperimenten zum Nachweis des SARS-CoV-2-Virus einzusetzen. Die Ergebnisse könnten einen Durchbruch in der COVID-19-Diagnostik darstellen und im Kampf gegen COVID-19 und seine Varianten Anwendung finden, so die Forscher.
Im Experiment kombinierten die ForscherGraphenschichtenMit einer Dicke von nur 1/1000 einer Briefmarke wurden Graphenschichten hergestellt, die mit einem Antikörper gegen bekannte Glykoproteine des COVID-19-Virus beschichtet waren. Anschließend wurden die atomaren Schwingungen der Graphenschichten gemessen, nachdem diese in künstlichem Speichel sowohl mit COVID-19-positiven als auch mit COVID-19-negativen Proben in Kontakt gebracht worden waren. Die Schwingung der mit Antikörpern gekoppelten Graphenschichten veränderte sich bei Behandlung mit COVID-19-positiven Proben, blieb jedoch bei Behandlung mit COVID-19-negativen Proben oder anderen Coronaviren unverändert. Die mit einem Raman-Spektrometer gemessenen Schwingungsänderungen waren innerhalb von fünf Minuten deutlich sichtbar. Die Ergebnisse wurden am 15. Juni 2021 in ACS Nano veröffentlicht.
„Die Gesellschaft braucht dringend bessere Methoden, um Covid und seine Varianten schnell und genau zu erkennen, und diese Studie hat das Potenzial, echte Veränderungen herbeizuführen. Der verbesserte Sensor weist eine hohe Sensitivität und Selektivität gegenüber Covid auf und ist schnell und kostengünstig“, sagte Vikas Berry, Hauptautor der Studie.einzigartige EigenschaftenDas „magische Material“ Graphen macht es äußerst vielseitig, wodurch diese Art von Sensor möglich wird.
Graphen ist ein neuartiges Material, dessen Kohlenstoffatome über sp²-Hybridisierung dicht in einer zweidimensionalen, wabenförmigen Struktur angeordnet sind. Die Kohlenstoffatome sind durch chemische Bindungen miteinander verbunden, und ihre Elastizität und Bewegung erzeugen Resonanzschwingungen, sogenannte Phononen, die sich sehr präzise messen lassen. Wenn ein Molekül wie SARS-CoV-2 mit Graphen interagiert, verändert es diese Resonanzschwingungen auf spezifische und quantifizierbare Weise. Die potenziellen Anwendungen von Graphen-Sensoren auf atomarer Ebene – von der Erkennung von COVID-19 über ALS bis hin zu Krebs – erweitern sich laut Forschern stetig.
Veröffentlichungsdatum: 15. Juli 2021