石墨烯检测到新冠病毒 或有望快速检测出新冠病毒及其变异毒株

来源:科技日报

据最新一期美国化学学会期刊《ACSNano》杂志报道,美国伊利诺伊大学芝加哥分校(UIC)的研究人员成功地使用石墨烯在实验室检测到了新冠病毒。研究人员称,这一发现可能是冠状病毒检测领域的一个突破,有望快速检测出新冠病毒及其变异毒株。

石墨烯是迄今已知最坚固、最纤薄的材料。在实验中,研究人员将厚度仅有邮票1/1000的石墨烯薄片与一种抗体结合起来,这种抗体被设计成靶向冠状病毒上的刺突蛋白。然后,他们测量了这些石墨烯薄片在接触人工唾液内新冠病毒阳性和阴性样品时的原子级振动。此外,他们也测量了这些薄片在其他冠状病毒——如中东呼吸综合征存在时的情况。

研究人员发现,在接触新冠病毒阳性样品时,抗体偶联石墨烯薄片的振动发生了变化,但在接触新冠病毒阴性样品或其他冠状病毒时无变化。研究人员借助拉曼光谱仪,在5分钟内测出了振动变化。

最新研究主要作者、UIC工程学院化学工程系主任维卡斯·贝里说:“多年来,我们一直在开发石墨烯传感器。此前,我们已经研制出专门探测癌细胞和肌萎缩侧索硬化的石墨烯探测器。现在我们研制出了石墨烯新冠病毒探测器,这款传感器可以快速准确地检测出新冠病毒,而且价格便宜,与现在的很多检测方法相比,拥有诸多优势。”

贝里解释称,石墨烯是由碳组成的单原子厚的材料。碳原子由化学键相连,化学键的弹性和运动产生的共振声子可被非常精确地测量。当新冠病毒分子与石墨烯相互作用时,它会以一种非常特殊和可量化的方式改变这些共振振动。

贝里说:“在最新研究中,我们用抗体修饰石墨烯,并校准它只与新冠病毒的刺突蛋白反应。利用这种方法,石墨烯也可以用来检测新冠病毒的变体。”

总编辑圈点

除了速度和成本优势外,石墨烯传感器还有两个最无可比拟的特点——其一是它的便利可操作性,未来或许无须专业人员在旁,几分钟内居民就可在家自行完成检测,诊断有否感染或者全面了解感染情况;其二是它的高度通用性,这让传感器的潜在应用从检测新冠变体到查找癌细胞,甚至还可继续扩大。

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