據(jù)外媒報(bào)道，伊利諾伊大學(xué)芝加哥分校的研究人員已經(jīng)成功地使用石墨烯--已知最堅(jiān)固、最薄的材料之一--在實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)中檢測SARS-CoV-2病毒。研究人員說，這一發(fā)現(xiàn)可能是新冠病毒檢測方面的一個(gè)突破，有可能應(yīng)用于對(duì)抗COVID-19及其變種。

　　在實(shí)驗(yàn)中，研究人員將厚度只有郵票1/1000的石墨烯片與一種旨在針對(duì)新冠病毒上臭名昭著的刺突糖蛋白的抗體相結(jié)合。然后他們測量了這些石墨烯片在接觸人工唾液中的COVID陽性和COVID陰性樣本時(shí)的原子級(jí)振動(dòng)。在有其他冠狀病毒，如中東呼吸綜合征冠狀病毒(MERS-CoV)的情況下，也對(duì)這些石墨烯片進(jìn)行了測試。

　　伊利諾伊大學(xué)芝加哥分校的研究人員發(fā)現(xiàn)，當(dāng)用COVID-19陽性樣本處理時(shí)，抗體耦合石墨烯片的振動(dòng)發(fā)生了變化，但用COVID-19陰性樣本或其他冠狀病毒處理時(shí)則沒有變化。用一種叫做拉曼光譜儀的設(shè)備測量的振動(dòng)變化在5分鐘內(nèi)就很明顯。

　　他們的發(fā)現(xiàn)于2021年6月15日發(fā)表在《ACS Nano》雜志上。

　　“我們已經(jīng)開發(fā)石墨烯傳感器很多年了。在過去，我們已經(jīng)建立了針對(duì)癌細(xì)胞和ALS的檢測器。很難想象有比幫助阻止當(dāng)前大流行病的蔓延更迫切的應(yīng)用，”UIC工程學(xué)院教授兼化學(xué)工程系主任、該論文的資深作者Vikas Berry說。“社會(huì)顯然需要更好的方法來快速和準(zhǔn)確地檢測COVID及其變體，這項(xiàng)研究有可能帶來真正的改變。改良后的傳感器對(duì)COVID具有高度的敏感性和選擇性，而且速度快、成本低?！?/p>

　　“這個(gè)項(xiàng)目對(duì)快速準(zhǔn)確地檢測病毒的需要和需求做出了驚人的新穎反應(yīng)，”研究報(bào)告的共同作者、碳先進(jìn)材料和產(chǎn)品公司（簡稱CAMP）的研究員Garrett Lindemann說?！啊迸c目前部署和使用的測試相比，開發(fā)這種技術(shù)作為臨床測試設(shè)備有很多優(yōu)勢?！?/p>

　　Berry說，“神奇材料”石墨烯具有獨(dú)特的性能，使其具有高度的通用性，使這種類型的傳感器成為可能。

　　石墨烯是是一種以sp2雜化連接的碳原子緊密堆積成單層二維蜂窩狀晶格結(jié)構(gòu)的新材料。碳原子通過化學(xué)鍵結(jié)合在一起，其彈性和運(yùn)動(dòng)可以產(chǎn)生共振振動(dòng)，也被稱為聲子，可以非常精確地測量。當(dāng)像SARS-CoV-2分子這樣的分子與石墨烯相互作用時(shí)，它以一種非常具體和可量化的方式改變這些共振振動(dòng)。

　　“石墨烯只有一個(gè)原子的厚度，因此在其表面的分子相對(duì)巨大，可以產(chǎn)生其電子能量的特定變化，”Berry說。“在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，我們用一種抗體修改了石墨烯，實(shí)質(zhì)上，校準(zhǔn)它只與SARS-CoV-2刺突糖蛋白反應(yīng)。使用這種方法，石墨烯同樣可以用來檢測COVID-19變體。”

　　研究人員說，石墨烯原子級(jí)傳感器的潛在應(yīng)用--從檢測COVID到ALS到癌癥--繼續(xù)擴(kuò)大。

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