科學家們利用單原子厚的納米材料開發了一種設備，能夠同時檢測引起COVID-19和流感的病毒的存在。與傳統測試相比，該設備的檢測門檻低得多，結果也更快。研究人員將在ACS 2023年春季混合會議上介紹他們的發現。

有咳嗽、喉嚨痛和鼻塞？任何數量的呼吸道病毒都可能是罪魁禍首。傳統的測試可以通過依靠化學反應來確定某些可能的罪魁禍首，但是一些研究人員希望用化學來換取納米材料所感應的電變化。今天，科學家們報告說，他們使用一種單原子厚的納米材料建立了一個裝置，可以同時檢測出導致COVID-19和流感的病毒的存在。

研究人員將在美國化學學會（ACS）的春季會議上展示他們的成果。ACS 2023年春季會議是一個混合會議，將於3月26日至30日以線上和現場的方式舉行，有超過10000個關於廣泛科學主題的報告。

流感和COVID-19的症狀有相當大的重疊，因此很難區分它們，正在會議上介紹這項工作的Deji Akinwande博士指出：”當這兩種病毒像今年冬天早些時候那樣一起流通時，如果有一個傳感器能夠同時檢測出你是否患有COVID、流感、上述任何一種病毒或兩者，那將是非常有用的。”他和同事們正在開發的設備也可以被修改為測試其他感染。

包括Akinwande實驗室博士後Dmitry Kireev在內的研究小組使用石墨烯製作了COVID-19和流感傳感器，石墨烯是一種單層的碳原子，以六邊形晶格模式排列。其極薄的特性使石墨烯對其環境中的任何電氣變化高度敏感。Akinwande和其他研究人員看到了利用它和其他類似的納米材料來創造許多不同應用的傳感器的巨大潛力。

Akinwande說：”這些超薄的納米材料通常保持著最佳靈敏度的記錄，甚至可以檢測到單個原子，它們可以提高檢測非常少量的基本上需要被感知的任何東西的能力，無論是細菌或病毒，在氣體或血液中。”

之前，他的小組設計一種基於石墨烯的臨時紋身，可以監測血壓。該紋身由沿手臂動脈放置的一對傳感器組成。每對傳感器中的一半發出電流，而其夥伴則檢測到。這個信號被用來確定血流。

為了建立感染傳感器，研究人員必須使石墨烯對病毒蛋白的存在做出反應。為此，他們將目光投向了免疫系統，該系統產生的抗體經過微調，能夠識別並抓住特定的病原體。研究人員將針對SARS-CoV-2（導致COVID-19的病毒）的抗體和針對流感病毒的抗體與石墨烯聯繫起來。當來自感染者的樣本被放在傳感器上時，這些抗體與它們的目標蛋白結合，促使電流發生變化。

研究人員沒有必要的安全設施來使用整個活性流感或SARS-CoV-2病毒來測試這個大約一平方英寸的傳感器。為了取而代之，他們使用了這些病毒的蛋白質，這些蛋白質被輸送到旨在類似於唾液的液體中。他們的結果表明，該傳感器不僅能夠檢測到蛋白質的存在，而且當它們以極低的數量存在時也能做到這一點。Akinwande說，這種敏感性表明該傳感器可用於檢測呼吸中發現的更為稀疏的病毒顆粒。

該傳感器的工作速度也很快，在投放樣品後約10秒內就能返回結果。相比之下，傳統的COVID-19測試可能需要幾分鐘或幾小時，這取決於類型，而美國食品和藥物管理局最近授權的一種COVID和流感雙重測試需要大約半小時才能得出結果。

Akinwande和他的小組正在努力進一步提高其性能，包括通過擴大其可以檢測的病毒種類。在美國國家科學基金會的資助下，他們正在開發一種旨在測試SARS-CoV-2變種的傳感器，如Omicron和Delta。他們說，雖然他們目前專注於兩個變種的設計，但該測試可以被調整為同時識別更多的變種。