Sensor de grafeno que detecta el SARS-CoV-2 podría marcar un hito en la detección de coronavirus

En experimentos, los investigadores combinaron láminas de grafeno, que son más de mil veces más delgadas que un sello postal, con un anticuerpo diseñado para atacar la infame proteína Spike del coronavirus. Luego midieron las vibraciones a nivel atómico de estas láminas de grafeno cuando se exponen a muestras COVID-19 positivas y COVID-19 negativas en saliva artificial. Estas hojas también se probaron en presencia de otros coronavirus, como el virus del síndrome respiratorio de Oriente Medio o MERS-CoV. Los investigadores encontraron que las vibraciones de la hoja de grafeno acoplado a anticuerpos cambiaban cuando se trataba con una muestra COVID-19 positiva, pero no cuando se trataba con una muestra COVID-19 negativa o con otros coronavirus. Los cambios de vibración, medidos con un dispositivo llamado espectrómetro Raman, fueron evidentes en menos de cinco minutos.

El grafeno, que ha sido llamado un “material maravilloso”, tiene propiedades únicas que lo hacen altamente versátil, haciendo que este tipo de sensor sea posible. El grafeno es un material de un solo átomo de espesor compuesto de carbono. Los átomos de carbono están unidos por enlaces químicos cuya elasticidad y movimiento pueden producir vibraciones resonantes, también conocidas como fonones, que se pueden medir con mucha exactitud. Cuando una molécula como una molécula de SARS-CoV-2 interactúa con el grafeno, cambia estas vibraciones resonantes de una manera muy específica y cuantificable.

“Existe una clara necesidad en la sociedad de encontrar mejores formas de detectar la COVID-19 y sus variantes de forma rápida y exacta, y esta investigación tiene el potencial de marcar una diferencia real. El sensor modificado es altamente sensible y selectivo para la COVID-19, y es rápido y económico”, dijo Vikas Berry, profesor y director de ingeniería química en la Facultad de Ingeniería de la UIC y autor principal del artículo. “El grafeno tiene solo un átomo de espesor, por lo que una molécula en su superficie es relativamente enorme y puede producir un cambio específico en su energía electrónica. En este experimento, modificamos el grafeno con un anticuerpo y, en esencia, lo calibramos para que reaccionara solo con la proteína Spike del SARS-CoV-2. Con este método, el grafeno se podría usar de manera similar para detectar variantes de COVID-19”.

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Universidad de Illinois