Графеновый транзистор работает как микроскопический выключатель: молекула садится на его поверхность — и ток меняется. Но голая поверхность графена никого не ловит. Нужна «приманка» — антитела, которые узнают только белки вируса. Как закрепить их на графене, не повредив сам датчик?
Учёные нашли способ: покрыли графен углеродной плёнкой толщиной в один нанометр. Это как наклеить на стол тончайший двухсторонний скотч. Одна сторона держится за графен, другая — за антитела. Плёнку наносят заранее, а антитела добавляют уже в работающий чип. Так можно на одном чипе разместить разные приманки для разных белков.
Пятнадцать таких датчиков объединили в один чип с каналами для жидкости. Насос прогоняет раствор с образцом, а электроника в реальном времени следит за сигналом каждого датчика. Всё автоматизировано: не нужно вручную капать реактивы и ждать.
Проверили на белках коронавируса — шиповидном (S) и нуклеокапсидном (N). Датчики ловили их в концентрации до 10 аттомолей. Это примерно шесть молекул в литре воды. Прибор отличал нужные белки от похожих и работал в диапазоне концентраций, различающихся в десять тысяч раз.
Такой подход не привязан к одному вирусу. Меняешь антитела — и тот же чип ищет другие белки, бактерии или химические вещества. Это шаг к портативным лабораториям, которые дают ответ за минуты, а не дни.
Аттомоль — это одна миллиардная одной миллиардной доли моля. Если растворить одну каплю чернил в озере Байкал, концентрация будет примерно в миллион раз выше, чем предел обнаружения этого чипа.