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石墨烯檢測到新冠病毒或有望快速檢測出新冠病毒及其變異毒株

2021-06-21 09:29:23 來源：科技日報(bào)

據(jù)最新一期美國化學(xué)學(xué)會(huì)期刊《ACSNano》雜志報(bào)道，美國伊利諾伊大學(xué)芝加哥分校（UIC）的研究人員成功地使用石墨烯在實(shí)驗(yàn)室檢測到了新冠病毒。研究人員稱，這一發(fā)現(xiàn)可能是冠狀病毒檢測領(lǐng)域的一個(gè)突破，有望快速檢測出新冠病毒及其變異毒株。

石墨烯是迄今已知最堅(jiān)固、最纖薄的材料。在實(shí)驗(yàn)中，研究人員將厚度僅有郵票1/1000的石墨烯薄片與一種抗體結(jié)合起來，這種抗體被設(shè)計(jì)成靶向冠狀病毒上的刺突蛋白。然后，他們測量了這些石墨烯薄片在接觸人工唾液內(nèi)新冠病毒陽性和陰性樣品時(shí)的原子級振動(dòng)。此外，他們也測量了這些薄片在其他冠狀病毒——如中東呼吸綜合征存在時(shí)的情況。

研究人員發(fā)現(xiàn)，在接觸新冠病毒陽性樣品時(shí)，抗體偶聯(lián)石墨烯薄片的振動(dòng)發(fā)生了變化，但在接觸新冠病毒陰性樣品或其他冠狀病毒時(shí)無變化。研究人員借助拉曼光譜儀，在5分鐘內(nèi)測出了振動(dòng)變化。

最新研究主要作者、UIC工程學(xué)院化學(xué)工程系主任維卡斯·貝里說：“多年來，我們一直在開發(fā)石墨烯傳感器。此前，我們已經(jīng)研制出專門探測癌細(xì)胞和肌萎縮側(cè)索硬化的石墨烯探測器?，F(xiàn)在我們研制出了石墨烯新冠病毒探測器，這款傳感器可以快速準(zhǔn)確地檢測出新冠病毒，而且價(jià)格便宜，與現(xiàn)在的很多檢測方法相比，擁有諸多優(yōu)勢。”

貝里解釋稱，石墨烯是由碳組成的單原子厚的材料。碳原子由化學(xué)鍵相連，化學(xué)鍵的彈性和運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的共振聲子可被非常精確地測量。當(dāng)新冠病毒分子與石墨烯相互作用時(shí)，它會(huì)以一種非常特殊和可量化的方式改變這些共振振動(dòng)。

貝里說：“在最新研究中，我們用抗體修飾石墨烯，并校準(zhǔn)它只與新冠病毒的刺突蛋白反應(yīng)。利用這種方法，石墨烯也可以用來檢測新冠病毒的變體。”

總編輯圈點(diǎn)

除了速度和成本優(yōu)勢外，石墨烯傳感器還有兩個(gè)最無可比擬的特點(diǎn)——其一是它的便利可操作性，未來或許無須專業(yè)人員在旁，幾分鐘內(nèi)居民就可在家自行完成檢測，診斷有否感染或者全面了解感染情況；其二是它的高度通用性，這讓傳感器的潛在應(yīng)用從檢測新冠變體到查找癌細(xì)胞，甚至還可繼續(xù)擴(kuò)大。

標(biāo)簽：石墨烯新冠病毒變異毒株蛋白反應(yīng) 傳感器