עם התפשטות המגפה של COVID-19 בהיקף כה עצום, זיהוי מוקדם ומדויק של זיהומים הפך לחשוב למדי. לאחרונה, חוקרים במכון פראונהופר לאמינות ושילוב מיקרו IZM יחד עם השותפים בתעשייה ובריאות פיתחו פלטפורמת חיישנים מבוססת תחמוצת גרפן לזיהוי זיהומים חריפים כמו אלח דם או נוגדנים כנגד נגיף העטרה תוך מספר דקות בלבד.
הצוות עובד על הפרויקט Graph-POC בשנתיים האחרונות בכדי לטפל בקשיים הניצבים באבחון זיהומים. החוקרים מתמקדים כעת בכך שהוא מועיל בזיהוי זיהומים מוקדמים הנגרמים על ידי נגיף ה- COVID-19 כדי לסייע בניסיונות להתחקות אחר אופן התפשטות הזיהום.
כאשר מתרחשת זיהום, גוף האדם יוצר סמנים ביולוגיים (חלבונים או מולקולות) כתגובה. מולקולות המונחות על פני החיישן מבוסס הגרפן יכולות לסייע בזיהוי הסמנים הביולוגיים הללו. ניתן לקבוע את הופעת הזיהום באמצעות מדידות דיפרנציאליות של ריכוז הסמנים הביולוגיים. תחמוצת הגרפן אינה רק תואמת ביולוגית ומוליכה חשמלית אלא אמינה מאוד לגילוי זיהום.
עד כה נעשה שימוש בתחמוצת גרפן בצורתו המקורית (חד שכבתי דו-ממדי) רק במיקרו-אלקטרוניקה. צוות Fraunhofer IZM משתמש בו כעת במבנה תלת ממדי בצורת פתיתים כדי לשפר את משטח המדידה ולהבטיח את דיוק המדידות. חוץ מזה, זה יסלול את הדרך ליישומים נוספים כמו לחוש גזים מזיקים כמו אצטון או פחמן חד חמצני בטמפרטורת הסביבה.
התהליך הוא די פשוט! כל מה שנדרש הוא טיפה אחת של דם / רוק בכדי לבצע ניתוח מדויק. מספר דקות לאחר מריחת הטיפה על פני החיישן, תוצאת הבדיקה מועברת כאותות חשמל למשרד רופא המשפחה. החלפת עבודת הדם הממושכת במעבדה אורכת כ- 15 דקות ובכך מבטלת את הניחושים והטעויות מהאבחון, מה שמאפשר לרופא לרשום את הטיפול המתאים או את האנטיביוטיקה המתאימה. בנוסף, ניתן להגדיר את הבדיקה לזהות נוגדנים שקיימים גם לאחר שהחולה מחלים מזיהום.
בנוסף, הצוות עובד על התמודדות עם אתגר נוסף של הגדלת תהליך הייצור כדי לאפשר ייצור המוני. הם מבקשים להשתמש בציפוי תחמוצת הגרפן ברמת רקיק על מנת להבטיח שעיבוד של מאות שבבים יכול להתרחש בו זמנית. הפרויקט המקורי לזיהוי זיהומים אמור היה לעבוד עד לאביב 2021, אך החוקרים צופים כי לא ניתן לאמת את החיישן עבור נגיף העטרה במשך שנה נוספת.