Le matériel détecte le COVID-19 rapidement et avec précision

Les chercheurs ont utilisé du graphène - l'un des matériaux les plus solides et les plus fins connus - pour détecter le virus SARS-CoV-2 dans des expériences de laboratoire. La découverte a des applications potentielles dans la lutte contre le COVID-19 et ses variantes.

Dans des expériences, les chercheurs ont combiné des feuilles de graphène – qui sont plus de 1 000 fois plus fines qu'un timbre-poste – avec un anticorps conçu pour cibler la protéine de pointe sur le coronavirus. Ils ont ensuite mesuré les vibrations au niveau atomique de ces feuilles de graphène lorsqu'elles sont exposées à des échantillons COVID-positifs et COVID-négatifs dans la salive artificielle. Ces feuilles ont également été testées en présence d'autres coronavirus comme le syndrome respiratoire du Moyen-Orient (MERS-CoV).

Les vibrations de la feuille de graphène couplée à un anticorps ont changé lorsqu'elles sont traitées avec un échantillon COVID-positif, mais pas lorsqu'elles sont traitées avec un échantillon COVID-négatif ou avec d'autres coronavirus. Les changements vibratoires, mesurés avec un spectromètre Raman, étaient évidents en moins de cinq minutes.

Le graphène - qui a été qualifié de "matériau miracle" - possède des propriétés uniques qui le rendent très polyvalent, rendant ce type de capteur possible. Le graphène est un matériau d'un seul atome d'épaisseur composé de carbone. Les atomes de carbone sont liés par des liaisons chimiques dont l'élasticité et le mouvement peuvent produire des vibrations de résonance, également appelées phonons, qui peuvent être mesurées avec une grande précision. Lorsqu'une molécule comme une molécule du SRAS-CoV-2 interagit avec le graphène, elle modifie ces vibrations résonnantes de manière très spécifique et quantifiable.

Étant donné que le graphène n'a qu'un atome d'épaisseur, une molécule à sa surface est relativement énorme et peut produire un changement spécifique de son énergie électronique. Dans cette expérience, les chercheurs ont modifié le graphène avec un anticorps et, en substance, l'ont calibré pour qu'il réagisse uniquement avec la protéine de pointe SARS-CoV-2. En utilisant cette méthode, le graphène pourrait également être utilisé pour détecter les variantes du COVID-19.