Detecção Rápida e Precisa de COVID-19 Usando Tecnologia de Grafeno

Pesquisadores usaram grafeno — um dos materiais mais fortes e finos conhecidos — para detectar o vírus SARS-CoV-2 em experimentos de laboratório. A descoberta tem aplicações potenciais no combate à COVID-19 e suas variantes.

Experimentos com Grafeno e Anticorpos

Nos experimentos, pesquisadores combinaram folhas de grafeno — que são mais de 1.000 vezes mais finas que um selo postal — com um anticorpo projetado para atingir a proteína spike do coronavírus. Em seguida, mediram as vibrações em nível atômico dessas folhas de grafeno quando expostas a amostras positivas e negativas para COVID em saliva artificial. Essas folhas também foram testadas na presença de outros coronavírus como a síndrome respiratória do Oriente Médio (MERS-CoV).

As vibrações da folha de grafeno acoplada ao anticorpo mudaram quando tratada com amostra positiva para COVID, mas não quando tratada com amostra negativa ou com outros coronavírus. Mudanças vibracionais, medidas com um espectrômetro Raman, foram evidentes em menos de cinco minutos.

Propriedades Únicas do Grafeno

O grafeno — chamado de "material maravilhoso" — tem propriedades únicas que o tornam altamente versátil, tornando possível este tipo de sensor. O grafeno é um material de um único átomo de espessura composto de carbono. Átomos de carbono são ligados por ligações químicas cuja elasticidade e movimento podem produzir vibrações ressonantes, também conhecidas como fônons, que podem ser medidas com muita precisão. Quando uma molécula como a do SARS-CoV-2 interage com o grafeno, ela muda essas vibrações ressonantes de forma muito específica e quantificável.

Como o grafeno tem apenas um átomo de espessura, uma molécula em sua superfície é relativamente enorme e pode produzir uma mudança específica em sua energia eletrônica. Neste experimento, os pesquisadores modificaram o grafeno com um anticorpo e, essencialmente, o calibraram para reagir apenas com a proteína spike do SARS-CoV-2. Usando este método, o grafeno poderia ser usado similarmente para detectar variantes da COVID-19.