Material detecta COVID-19 com rapidez e precisão

Os 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 na luta contra o COVID-19 e suas variantes.

Em experimentos, os 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 no coronavírus. Eles então mediram as vibrações em nível atômico dessas folhas de grafeno quando expostas a amostras COVID-positivas e negativas 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 a anticorpos mudaram quando tratadas com uma amostra COVID-positiva, mas não quando tratadas com uma amostra COVID-negativa ou com outros coronavírus. As alterações vibracionais, medidas com um espectrômetro Raman, foram evidentes em menos de cinco minutos.

O grafeno – que tem sido chamado de “material maravilhoso” – possui propriedades únicas que o tornam altamente versátil, tornando possível esse tipo de sensor. O grafeno é um material de um único átomo de espessura composto de carbono. Os átomos de carbono estão 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 uma molécula de SARS-CoV-2 interage com o grafeno, ela altera essas vibrações ressonantes de uma maneira 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, em essência, o calibraram para reagir apenas com a proteína spike SARS-CoV-2. Usando esse método, o grafeno também pode ser usado para detectar variantes do COVID-19.