Un nuovo sensore al grafene rileva il COVID-19 in meno di 5 minuti

Un nuovo biosensore al grafene, adattabile anche ad altri tipi di virus, rileva la presenza di coronavirus in meno di cinque minuti.

Un nuovo sensore al grafene rileva il COVID-19 in meno di 5 minuti

Mentre stiamo vivendo cambiamenti così straordinari che finiranno in tutti i libri di storia di questo secolo, abbiamo dovuto imparare cosa sono, e quanto sono importanti, i test per monitorare e contenere il coronavirus.

Se da un lato il COVID-19 ha provocato drammatici cambiamenti nella vita delle persone, dall’altro ha spinto la scienza a trovare soluzioni rapidamente e con un approccio olistico per lo sviluppo di strumenti multidisciplinari per la diagnosi precoce.

Rapido e ultrasensibile

È il caso dell’ultimo test rapido e ultrasensibile, grazie ad un sensore elettrochimico paper-based, che riesce a rilevare la presenza del virus in meno di cinque minuti.

Attualmente, esistono sul mercato due tipologie di test per il COVID-19. La prima categoria utilizza la reazione a catena della polimerasi in tempo reale della trascrittasi inversa (RT-PCR) e le strategie di ibridazione degli acidi nucleici per identificare l‘RNA virale. I difetti di questa tecnica sono però il tempo necessario per completare il test, la necessità di personale specializzato e la disponibilità di apparecchiature e reagenti.

La seconda tipologia di test si concentra sulla rilevazione degli anticorpi. Tuttavia, la produzione di anticorpi rilevabili avviene con un ritardo da pochi giorni a poche settimane dopo che una persona è stata esposta al virus.

Biosensori al grafene

Da qualche anno, i ricercatori hanno cominciato a creare biosensori per rilevare le malattie, utilizzando nanomateriali 2D come il grafene. I principali vantaggi dei biosensori a base di grafene sono la loro sensibilità, il basso costo di produzione e la rapidità nel rilevamento.

Gli attuali test per il COVID-19 basati su RNA esaminano la presenza del gene N (fosfoproteina nucleocapside) sul virus SARS-CoV-2. Nel caso della nuova ricerca, sono state progettate sonde oligonucleotidiche antisenso (ASO) per colpire due regioni del gene N. Il targeting di due regioni garantisce l’affidabilità del sensore nel caso in cui una regione subisca una mutazione genetica. Inoltre, alcune nanoparticelle d’oro (AuNP) sono ricoperte da questi acidi nucleici a filamento singolo (ssDNA), che rappresenta una sonda di rilevamento ultra sensibile.

Il nuovo test avrà molte applicazioni grazie alla sua portabilità e al basso costo. Il sensore, se integrato con microcontrollori e schermi LED o con uno smartphone tramite Bluetooth o wifi, può essere utilizzato in uno studio medico o anche a casa. Inoltre, secondo i bioingegneri americani, il sistema è adattabile per il rilevamento di molte altre malattie.

I risultati dello studio dei ricercatori della University of Illinois (Stati Uniti) sono stati pubblicati su ACS Nano.

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