COVID-19 veya Grip? Yeni Nano-Sensör Yanıtları Sadece 10 Saniyede Sağlıyor

COVID-19 veya Grip? Yeni Nano-Sensör Yanıtları Sadece 10 Saniyede Sağlıyor
COVID-19 veya Grip? Yeni Nano-Sensör Yanıtları Sadece 10 Saniyede Sağlıyor
Nanomaterials-Based Virus Sensor

Nanomalzeme tabanlı bir sensör, grip ve COVID-19’u geleneksel testlerden çok daha hızlı saptar. Kredi: Dmitry Keeriv

Bilim adamları, COVID-19 ve gribe neden olan virüslerin varlığını aynı anda tespit edebilen tek atom kalınlığında nanomalzemeler kullanan bir cihaz geliştirdiler. Cihaz, geleneksel testlere kıyasla çok daha düşük algılama seviyeleri ve daha hızlı sonuçlar sunar. Araştırmacılar bulgularını ACS İlkbahar 2023 karma toplantısında sunacaklar.

Öksürük, boğaz ağrısı ve tıkanıklığınız mı var? Herhangi bir sayıda solunum virüsü sorumlu olabilir. Geleneksel testler, kimyasal reaksiyonlara dayanarak belirli olası suçluları belirleyebilir, ancak bazı araştırmacılar kimyayı nanomalzemeler tarafından algılanan elektriksel değişikliklerle değiştirmek istiyor. Bugün bilim adamları, COVID-19’a ve gribe neden olan virüslerin varlığını aynı anda hem çok daha düşük seviyelerde hem de geleneksel testlerden çok daha hızlı bir şekilde tespit edebilen bir cihaz oluşturmak için tek atom kalınlığında bir nanomalzeme kullandıklarını bildiriyorlar.{4 }

Araştırmacılar, sonuçlarını American Chemical Society’nin (ACS) bahar toplantısında sunacaklar. ACS Bahar 2023, 26-30 Mart tarihlerinde sanal olarak ve yüz yüze yapılan karma bir toplantıdır ve çok çeşitli bilim konularında 10.000’den fazla sunum içerir.

Hem grip hem de COVID-19 semptomları önemli ölçüde örtüşür toplantıda çalışmayı sunan Ph.D. Deji Akinwande, aralarında ayrım yapmayı zorlaştırdığını belirtiyor.

“Bu virüslerin ikisi de bu kış başlarında olduğu gibi birlikte dolaşırken, COVID, grip, yukarıdakilerden hiçbiri veya her ikisi birden olup olmadığınızı aynı anda algılayabilen bir sensöre sahip olmak son derece yararlı olacaktır” diyor.

Austin’deki Texas Üniversitesi’nde görevli olan Akinwande diyor ki: kendisinin ve meslektaşlarının geliştirmekte olduğu cihazın diğer enfeksiyonları da test edecek şekilde değiştirilebileceğini söyledi.

Akinwande’nin laboratuvarında postdoc olan Ph.D. Dmitry Kireev’in de aralarında bulunduğu grup, COVID-19 ve gribi oluşturdu. altıgen bir kafes modelinde düzenlenmiş tek bir karbon atomu tabakası olan grafen kullanan sensör. Aşırı inceliği, grafeni ortamındaki herhangi bir elektriksel değişikliğe karşı oldukça hassas hale getirir. Akinwande ve diğer araştırmacılar, onu ve diğer benzer nanomalzemeleri birçok farklı uygulama için sensörler oluşturmak üzere kullanma konusunda muazzam bir potansiyel görüyorlar.

“Bu ultra ince nanomalzemeler, tek bir maddenin tespitine kadar, genellikle en iyi hassasiyet rekorunu elinde tutuyor. atomlar ve bakteri veya virüs, gaz veya kandaki temel olarak algılanması gereken her şeyi çok küçük miktarlarda tespit etme yeteneğini geliştirebilirler,” diyor Akinwande.

Daha önce, grubu tasarım yaptığını bildirdi. kan basıncını izleyebilen grafen bazlı geçici bir dövme. Dövme, kolun arterleri boyunca yerleştirilmiş sensör çiftlerinden oluşur. Her çiftin yarısı, ortağının algıladığı bir elektrik akımı gönderir. Bu sinyal, kan akışını belirlemek için kullanılır.

Enfeksiyon sensörünü oluşturmak için araştırmacıların, grafeni viral proteinin varlığına yanıt vermesi gerekiyordu. Bunu yapmak için, belirli patojenleri tanımak ve bunlara tutunmak üzere ince ayarlı antikorlar üreten bağışıklık sistemine baktılar. Araştırmacılar, COVID-19’a neden olan virüs SARS-CoV-2’ye ve grip virüsüne karşı antikorları grafene bağladılar. Enfekte bir kişiden alınan bir numune sensöre yerleştirildiğinde, bu antikorlar hedef proteinlerine bağlanarak elektrik akımında bir değişikliğe yol açar.

Araştırmacılar, tam, aktif grip kullanmak için gereken güvenlik tesislerine sahip değildi. veya kabaca inç kare büyüklüğündeki sensörü test etmek için SARS-CoV-2 virüsleri. Yerine koymak için, tükürüğe benzemesi amaçlanan sıvıda verilen bu virüslerden proteinler kullandılar. Elde ettikleri sonuçlar, sensörün yalnızca proteinlerin varlığını tespit etmekle kalmayıp, proteinler son derece düşük miktarlarda bulunduklarında da bunu yapabildiğini gösterdi. Akinwande, bu duyarlılığın, sensörün nefeste bulunan çok daha seyrek viral partikülleri tespit etmek için kullanılabileceğini öne sürdüğünü söylüyor.

Sensör aynı zamanda hızlı bir şekilde çalıştı ve numuneyi damlattıktan sonra yaklaşık 10 saniye içinde sonuç verdi. Buna karşılık, geleneksel COVID-19 testlerinin türüne bağlı olarak dakikalar veya saatler sürebilir ve yakın zamanda ABD Gıda ve İlaç Dairesi tarafından onaylanan ikili bir COVID ve grip testinin sonuç vermesi yaklaşık yarım saat sürer.

Akinwande ve grubu, tespit edebildiği virüs listesini genişletmek de dahil olmak üzere performansını daha da artırmak için çalışıyor. Ulusal Bilim Vakfı’nın finansmanıyla, omikron ve delta gibi SARS-CoV-2 varyantlarını test etmek için tasarlanmış bir sensör geliştiriyorlar. Şu anda iki değişkenli bir tasarıma odaklanırken, testin aynı anda daha da fazlasını tanımlayacak şekilde uyarlanabileceğini söylüyorlar.

Araştırmacılar, Ulusal Bilim Vakfı’nın desteğini ve finansmanını kabul ediyor.

Toplantı: ACS Bahar 2023

Başlık
Bellek cihazlarından Covid sensörlerine ve giyilebilir sağlığa kadar 2B malzemelerin alışılmadık uygulamaları

Özet{11 } Bu konuşma, daha fazla bilimsel anlayışa ve ileri mühendislik uygulamalarına yönelik 2B nanomalzemeler hakkındaki en son araştırma bulgularımızı sunacak. Konuşma özellikle sıfır enerjili cihazlar, tek atomlu tek katmanlı bellek ve uygulamalar, Covid teşhis sensörleri ve mobil sağlık için giyilebilir dövme sensörleri konusundaki çalışmalarımıza vurgu yapacak. 2B malzemelere dayalı uçucu olmayan bellek cihazları, kusurların bir uygulamasıdır ve boş yerlere metal adsorpsiyonuna atfedilebilecek zengin fiziğe sahip hızla ilerleyen bir alandır. Bellek cihazları, nöromorfik bilgi işlem için kullanılabilir ve 500 GHz’e kadar iletişim anahtarları olarak çalışabilir. Benzer şekilde, pratik açıdan, grafene dayalı elektronik dövmeler, optik şeffaflık, mekanik algılanamazlık gibi son derece arzu edilen pratik niteliklere sahip ve kan basıncı dahil olmak üzere fizyolojik ölçümler için cilde entegre edilebilen en ince iletken elektrot sensörü olan yeni bir malzeme platformunu başlattı. klinik doğrulukla izleme. Son zamanlarda, hızlı Covid teşhis sensörleri için 2D malzemelerle önemli ilerleme kaydedildi.