Графеновый датчик обнаруживает метаболиты опиоидов в сточных водах

Уникальные свойства углеродного листа толщиной в атом, известного как графен, позволили создать новый мультиплексный биосенсор размером с пенни, который обнаружил побочные продукты опиоидов в сточных водах.

Это первое устройство, где используются полевые транзисторы на основе графена для одновременного обнаружения четырех различных синтетических и природных опиоидов, защищающие их от агрессивных элементов сточных вод. Когда определенный метаболит опиоида присоединяется к молекулярному зонду, он изменяет электрический заряд на графене. Эти сигналы легко считываются в электронном виде для каждого датчика, подключенного к устройству.

Прибор решает основную проблему опиоидной эпидемии: определение количества и вида наркотиков, используемых в сообществе. Прорыв стал возможен благодаря разработке и внедрению платформы графеновых электронных мультиплексных датчиков (GEMS). Она позволяет обнаруживать четыре разные молекулы-мишени одновременно и защищает их от агрессивных элементов в сточных водах, образцы которых были предоставлены Центром испытаний альтернативных септических систем штата Массачусетс (MASSTC) на Кейп-Код.

Команда оснастила графеновые зонды «аптамерами», цепями ДНК, предназначенными для присоединения только к определенной молекуле — в данном случае к метаболитам различных опиоидов в сточных водах. Когда аптамер присоединяется к лекарству, он сворачивается, придавая графену больше заряда. По словам авторов исследования, количество заряда на графене отслеживается для обнаружения присутствия определенного опиоидного метаболита.

“Команда была удивлена ​​тем, насколько хорошо устройство выдержало суровые условия сточных вод, - сказал профессор физики Бостонского колледжа Кеннет Берч, ведущий автор отчета. Исследоатели ищут и дополнительные возможности использования платформы, например, для быстрого домашнего тестирования на вирусные инфекции и/или наличие патогенов в сточных водах".

Источник: phys.org