Deteksi COVID-19 Cepat dan Akurat dengan Teknologi Grafen

Peneliti telah menggunakan grafen — salah satu bahan terkuat dan tipis yang diketahui — untuk mendeteksi virus SARS-CoV-2 dalam eksperimen laboratorium. Penemuan ini memiliki potensi aplikasi dalam perjuangan melawan COVID-19 dan variannya.

Dalam eksperimen, peneliti menggabungkan lembar grafen — yang lebih tipis 1.000 kali dari sekelam pos — dengan antibodi yang dirancang untuk menargetkan protein duri pada koronavirus. Mereka kemudian mengukur getaran tingkat atom dari lembar grafen ini ketika diekspos pada sampel positif dan negatif COVID dalam air lira buatan. Lembar ini juga diuji kehadiran koronavirus lain seperti sindrome pernapasan Timur Tengah (MERS-CoV).

Getaran lembar grafen yang dicouple antibodi berubah ketika ditangani dengan sampel positif COVID tetapi tidak ketika ditangani dengan sampel negatif COVID atau dengan koronavirus lain. Perubahan getaran, yang diukur dengan spektrometer Raman, terlihat dalam kurang dari lima menit.

Grafen — yang telah disebut “bahan ajaib” — memiliki properti unik yang membuatnya sangat serbaguna, sehingga jenis sensor ini memungkinkan. Grafen adalah bahan satu atom tebal yang terdiri dari karbon. Atom karbon terikat dengan ikatan kimia yang elastisitas dan gerakannya dapat menghasilkan getaran resonan, juga dikenal sebagai fonon, yang dapat diukur dengan sangat akurat. Ketika molekul seperti molekul SARS-CoV-2 berinteraksi dengan grafen, itu mengubah getaran resonan ini dengan cara yang sangat spesifik dan dapat diukur.

Karena grafen hanya tebal satu atom, molekul di permukaannya relatif besar dan dapat menghasilkan perubahan spesifik dalam energi elektroniknya. Dalam eksperimen ini, peneliti memodifikasi grafen dengan antibodi dan, pada intinya, mengkalibrasinya untuk bereaksi hanya dengan protein duri SARS-CoV-2. Menggunakan metode ini, grafen dapat sama digunakan untuk mendeteksi varian COVID-19.