Onderzoekers van het Duitse Fraunhofer Instituut hebben samen met de Technische Universiteit Berlijn een sneltest ontwikkeld waarmee binnen 15 minuten antilichamen tegen het coronavirus aangetoond kunnen worden. De biosensoren op basis van grafeenoxide kunnen ook andere bacteriële en virale infecties opsporen. De onderzoekers verwachten in verband met certificering dat het apparaat over een jaar beschikbaar komt.
De huidige coronapandemie toont aan hoe belangrijk het is om snel en accuraat infecties op te sporen, zodat verdere infecties kunnen worden voorkomen. Diagnoses van virale of bacteriële infecties zijn momenteel gebaseerd op symptomen. Dit kan snel leiden tot verkeerde inschattingen, aangezien sommige infecties vergelijkbare ziekteverschijnselen veroorzaken. Hoewel bloedtesten zekerheid bieden, worden deze alleen uitgevoerd in laboratoria op voorschrift van een arts.
Eén druppel bloed is voldoende voor de diagnose
Sinds april 2018 werken onderzoekers van Fraunhofer IZM in Berlijn aan sensorplatform waarmee infecties snel opgespoord kunnen worden. Er is slechts één druppel bloed of speeksel nodig om een exacte analyse uit te voeren. De druppel wordt op het sensorvlak geplaatst. Binnen 15 minuten is er dan zekerheid over een infectie. De test kan ook worden ingericht om antilichamen op te sporen, zelfs als de patiënt al een infectie heeft gehad. Fraunhofer IZM-onderzoekers richten zich op dit moment op deze toepassing om eerdere infecties met het COVID-19 virus te kunnen opsporen en zo bijvoorbeeld infectieroutes te kunnen identificeren.
Tijdens een infectie vormt het menselijk lichaam zogenaamde biomarkers. Of er sprake is van een infectie wordt vervolgens bepaald aan de hand van differentiële metingen van de concentratie van de biomarkers.
Biocompatibel materiaal in 3D-structuur
Het bijzondere aan het sensorplatform is het gebruikte materiaal: grafeenoxide. Dat is een elektrisch geleidend en biocompatibel materiaal dat een bijzonder betrouwbare detectie mogelijk maakt. In de micro-elektronica is het tot nu toe alleen in zijn oorspronkelijke 2D-vorm gebruikt. De onderzoekers van Fraunhofer IZM passen het nu echter toe in een 3D-structuur in de vorm van schilfers. Deze driedimensionale vorm verhoogt het meetoppervlak en ook de nauwkeurigheid van de metingen.
Manuel Bäuscher, wetenschapper bij Fraunhofer IZM ziet grote mogelijkheden voor grafiekoxidesensoren. “Het principe is ook toepasbaar in milieutechnologie en voor de detectie van milieu-invloeden. Maar eerst en vooral heeft de corona-applicatie natuurlijk prioriteit”.
Schadelijke gassen zoals koolmonoxide of aceton kunnen bijvoorbeeld zelfs bij kamertemperatuur worden gedetecteerd. Bij dit soort stroomsensoren moeten de gassen eerst worden verwarmd, zodat er een oppervlaktereactie kan plaatsvinden. Door de metaaloxiden aan het gevoelige oppervlak van de grafeensensor te hechten, reageert de sensor echter al bij lagere temperaturen.
Ook interessant: Poolse onderneming ontwikkelt diagnostische test voor huisartsen
