재료가 COVID-19를 빠르고 정확하게 감지합니다.

연구원들은 실험실 실험에서 SARS-CoV-2 바이러스를 검출하기 위해 가장 강력하고 가장 얇은 알려진 물질 중 하나인 그래핀을 사용했습니다. 이 발견은 COVID-19 및 그 변종과의 싸움에서 잠재적으로 적용될 수 있습니다.

실험에서 연구원들은 우표보다 1,000배 이상 얇은 그래핀 시트를 코로나바이러스의 스파이크 단백질을 표적으로 하도록 설계된 항체와 결합했습니다. 그런 다음 그들은 인공 타액에서 COVID-양성 및 COVID-음성 샘플에 노출되었을 때 이 그래핀 시트의 원자 수준 진동을 측정했습니다. 이 시트는 중동 호흡기 증후군(MERS-CoV)과 같은 다른 코로나바이러스가 있는 상태에서도 테스트되었습니다.

항체가 결합된 그래핀 시트의 진동은 코로나바이러스 양성 샘플로 처리했을 때 변화했지만 COVID-음성 샘플이나 다른 코로나바이러스로 처리했을 때는 변화하지 않았다. 라만 분광기로 측정한 진동 변화는 5분 이내에 분명했습니다.

"경이로운 재료"라고 불리는 그래핀은 고유한 특성을 가지고 있어 이러한 유형의 센서를 가능하게 합니다. 그래핀은 탄소로 구성된 단일 원자 두께의 물질입니다. 탄소 원자는 화학 결합에 의해 결합되어 탄성과 움직임이 매우 정확하게 측정할 수 있는 포논이라고도 하는 공명 진동을 생성할 수 있습니다. SARS-CoV-2 분자와 같은 분자가 그래핀과 상호작용하면 매우 구체적이고 정량화 가능한 방식으로 이러한 공명 진동을 변경합니다.

그래핀은 두께가 원자 1개에 불과하기 때문에 표면에 있는 분자는 상대적으로 거대하며 전자 에너지에 특정한 변화를 일으킬 수 있습니다. 이번 실험에서 연구진은 그래핀을 항체로 변형시켜 본질적으로 SARS-CoV-2 스파이크 단백질에만 반응하도록 보정했다. 이 방법을 사용하면 그래핀을 유사하게 코로나19 변이체를 감지하는 데 사용할 수 있습니다.