Un transistor de grafeno funciona como un interruptor microscópico: cuando una molécula se posa en su superficie, la corriente cambia. Pero la superficie desnuda del grafeno no captura nada. Se necesita un 'cebo': anticuerpos que reconozcan solo las proteínas del virus. ¿Cómo fijarlos al grafeno sin dañar el propio sensor?
Los científicos encontraron la solución: cubrieron el grafeno con una película de carbono de un nanómetro de grosor. Es como pegar en la mesa una cinta adhesiva de doble cara finísima. Un lado se adhiere al grafeno, el otro a los anticuerpos. La película se aplica de antemano, y los anticuerpos se añaden ya al chip en funcionamiento. Así se pueden colocar en un mismo chip diferentes cebos para distintas proteínas.
Quince de estos sensores se integraron en un solo chip con canales para líquido. Una bomba hace circular la solución con la muestra, y la electrónica monitorea en tiempo real la señal de cada sensor. Todo está automatizado: no hay que pipetear reactivos manualmente ni esperar.
Se probó con proteínas del coronavirus: la de espícula (S) y la de nucleocápside (N). Los sensores las detectaron en concentraciones de hasta 10 attomoles. Esto equivale aproximadamente a seis moléculas por litro de agua. El dispositivo distinguía las proteínas buscadas de otras similares y funcionaba en un rango de concentraciones que variaba en diez mil veces.
Este enfoque no está limitado a un solo virus. Si se cambian los anticuerpos, el mismo chip puede buscar otras proteínas, bacterias o sustancias químicas. Es un paso hacia laboratorios portátiles que dan una respuesta en minutos, no en días.
Un attomol es una milmillonésima de una milmillonésima de mol. Si disolvieras una gota de tinta en el lago Baikal, la concentración sería aproximadamente un millón de veces mayor que el límite de detección de este chip.