石墨烯用于快速检测COVID-19

在实验中，研究人员将几张石墨烯比邮票还薄1000多倍，其抗体旨在针对冠状病毒上臭名昭著的刺突蛋白。然后，他们测量了这些石墨烯薄片暴露在空气中的原子级振动COVID人工唾液中的阳性和covid - 19阴性样本。这些床单还在中东呼吸综合征(MERS-CoV)等其他冠状病毒存在的情况下进行了检测。

UIC的研究人员发现，当用covid - 19阳性样本处理时，抗体偶联的石墨烯薄片的振动发生了变化，但用covid - 19阴性样本或其他样本处理时则没有变化冠状病毒．用一种叫拉曼光谱仪的设备测量振动变化，在不到5分钟的时间内就可以很明显。

“我们多年来一直在开发石墨烯传感器。过去，我们已经建立了癌症细胞和ALS的探测器。很难想象还有什么比帮助遏制当前大流行的传播更紧迫的应用了，”UIC工程学院化学工程系主任Vikas Berry教授说。“社会显然需要更好的方法来快速、准确地检测COVID及其变种，而这项研究有可能产生真正的影响。改进后的传感器对新冠病毒高度敏感和选择性，而且速度快、价格便宜。”

该研究的共同作者、碳先进材料和产品(CAMP)的研究员加勒特·林德曼(Garrett Lindemann)说:“这个项目是对快速准确检测病毒需求的一种惊人的新奇反应。”“作为临床测试设备，这项技术的发展比目前部署和使用的测试有很多优势。”

Berry说石墨烯具有独特的特性，使其高度通用，使这种类型传感器可能的。

石墨烯是一种由碳组成的单原子厚度材料。碳原子通过化学键结合，化学键的弹性和运动可以产生共振振动，也被称为声子，可以非常精确地测量。当像SARS-CoV-2这样的分子与石墨烯相互作用时，它会以一种非常具体和可量化的方式改变这些共振振动。

“石墨烯只有一个原子厚度，所以其表面的分子相对巨大，可以产生特定的电子能量变化，”Berry说。“在这个实验中，我们用一种抗体修饰了石墨烯，并在本质上校准了它，使其只与SARS-CoV-2刺突蛋白反应。使用这种方法，石墨烯同样可以用于检测COVID-19变异。”

研究人员表示，石墨烯原子级传感器的潜在应用——从检测新冠病毒到ALS，再到癌症——仍在继续扩大。

研究结果发表在ACS Nano杂志上。