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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

據最新一期美國化學學會期刊《ACSNano》雜志報道，美國伊利諾伊大學芝加哥分校（UIC）的研究人員成功地使用石墨烯在實驗室檢測到了新冠病毒。研究人員稱，這一發現可能是冠狀病毒檢測領域的一個突破，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固、最纖薄的材料。在實驗中，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合起來，這種抗體被設計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新冠病毒陽性和陰性樣品時的原子級振動。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的情況。

研究人員發現，在接觸新冠病毒陽性樣品時，抗體偶聯石墨烯薄片的振動發生了變化，但在接觸新冠病毒陰性樣品或其他冠狀病毒時無變化。研究人員借助拉曼光譜儀，在5分鐘內測出了振動變化。

最新研究主要作者、UIC工程學院化學工程系主任維卡斯·貝里說：“多年來，我們一直在開發石墨烯傳感器。此前，我們已經研制出專門探測癌細胞和肌萎縮側索硬化的石墨烯探測器。現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確地檢測出新冠病毒，而且價格便宜，與現在的很多檢測方法相比，擁有諸多優勢。”

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

貝里說：“在最新研究中，我們用抗體修飾石墨烯，并校準它只與新冠病毒的刺突蛋白反應。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

除了速度和成本優勢外，石墨烯傳感器還有兩個最無可比擬的特點——其一是它的便利可操作性，未來或許無須專業人員在旁，幾分鐘內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用從檢測新冠變體到查找癌細胞，甚至還可繼續擴大。

標簽：石墨烯新冠病毒變異毒株蛋白反應傳感器