Certeza en sólo 15 minutos

Los investigadores desarrollan una prueba rápida basada en el óxido de grafeno para detectar infecciones

05.08.2020 - Alemania

Los investigadores del Instituto Fraunhofer de Fiabilidad y Microintegración IZM han unido sus fuerzas con socios de la industria y la sanidad para desarrollar una práctica plataforma de sensores basados en óxido de grafeno para detectar infecciones agudas como la sepsis o los anticuerpos contra el coronavirus en cuestión de minutos.

La situación actual con la pandemia de COVID-19 subraya la importancia de detectar las infecciones con rapidez y precisión para evitar una mayor propagación. Hoy en día, los síntomas proporcionan las pistas que ayudan a diagnosticar las infecciones virales o bacterianas. Sin embargo, muchas infecciones tienen síntomas similares, por lo que estos signos pueden ser fácilmente mal interpretados y la enfermedad mal diagnosticada. Los análisis de sangre proporcionan certeza, pero los laboratorios sólo los realizan cuando los prescribe el médico de cabecera. Cuando llegan los resultados del laboratorio, los médicos suelen recetar un antibiótico que puede ser innecesario.

Sólo una gota de sangre para un diagnóstico

Los investigadores del Fraunhofer IZM en Berlín han estado trabajando en el proyecto Graph-POC desde abril de 2018 en una plataforma de sensores basados en óxido de grafeno para estar a la altura precisamente de estos retos en el diagnóstico de infecciones. Una sola gota de sangre o saliva es todo lo que se necesita para realizar un análisis preciso. Sólo unos minutos después de que la gota se aplica a la superficie del sensor, las señales eléctricas transmiten el resultado de la prueba a la oficina del médico de cabecera. Esta prueba rápida proporciona certeza en sólo 15 minutos para reemplazar el prolongado análisis de sangre en el laboratorio. Elimina el error y las conjeturas del diagnóstico para que el médico pueda prescribir el tratamiento apropiado o los antibióticos adecuados.

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La prueba también puede ser configurada para detectar anticuerpos que están presentes después de que un paciente se haya recuperado de una infección. Los investigadores del Fraunhofer IZM se centran ahora en esta aplicación para detectar infecciones anteriores con el virus COVID-19, lo que puede ayudar en los esfuerzos para rastrear cómo se ha propagado la infección. El cuerpo humano forma moléculas o proteínas llamadas biomarcadores en respuesta a una infección. Captura las moléculas colocadas en la superficie del sensor basado en gráficos para detectar estos biomarcadores. Las mediciones diferenciales de la concentración de los biomarcadores determinan si existe una infección.

Estructura 3D para ampliar la superficie de medición

La característica más notable de esta plataforma de sensores es su material base: El óxido de grafeno, conductor de la electricidad y biocompatible, es también un medio de detección muy fiable. Hasta la fecha, sólo se ha utilizado en la microelectrónica en su forma original, una monocapa 2D. Los investigadores del Fraunhofer IZM lo aplican ahora en una estructura 3D en forma de escamas. Esta forma 3D aumenta la superficie de medición y la precisión de las mediciones.

Manuel Bäuscher, científico del Fraunhofer IZM y director del subproyecto en Graph-POC, ve grandes perspectivas para estos sensores de óxido de grafeno: "Podemos pivotar desde el campo médico actual para desarrollarnos también en la dirección del punto de necesidad; es decir, hacia la tecnología medioambiental y la detección de impactos medioambientales. Pero, por supuesto, la aplicación de la corona es nuestra primera prioridad". El conjunto 3D de las escamas de óxido de grafeno y la mayor sensibilidad también abren la puerta a otras aplicaciones. Por ejemplo, podría detectar gases nocivos como el monóxido de carbono o la acetona incluso a temperatura ambiente. Tal como está, estos gases tienen que ser calentados primero para desencadenar una reacción en la superficie que los sensores de hoy en día pueden detectar. El sensor de óxido de grafeno reacciona a temperaturas más bajas cuando los óxidos metálicos se unen a su superficie sensible.

Los investigadores del Fraunhofer IZM están asumiendo otro reto para ampliar el proceso de producción para la fabricación en masa: Están buscando aplicar el recubrimiento de óxido de grafeno a nivel de oblea para que cientos de chips puedan ser procesados a la vez.

Los anticuerpos detectables después de las infecciones de coronavirus en aproximadamente un año

Los sensores basados en el óxido de grafeno tienen que integrarse en un soporte de plástico y la fiabilidad del sistema tiene que probarse antes de que se puedan desplegar las pruebas rápidas. Aunque el proyecto original para detectar infecciones está programado para la primavera de 2021, los investigadores no esperan poder verificar el sensor para el coronavirus hasta dentro de un año. Los socios de este proyecto son la Charité, Aptarion Biotech AG, Technische Universität Berlin, MicroDiscovery GmbH y alpha-board GmbH. Está financiado por el Ministerio Federal Alemán de Educación e Investigación (BMBF).

Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.

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