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Matières de révision de chercheurs employées pour concevoir des biocapteurs pour le dépistage SARS-CoV-2

Le virus SARS-CoV-2 entraîne toujours une perte de vies humaines spectaculaire mondiales, constituant un défi sans précédent pour la société, la santé publique, et l'économie, pour surmonter. Actuel, SARS-CoV-2 peut être diagnostiqué de deux voies différentes : i) tests d'antigène (remarque-de-soins, POC) et ii) tests moléculaires (acide nucléique, ARN, ou réaction en chaîne d'ACP-polymérase).

Les tests d'antigène peuvent trouver des parties de protéines SARS-CoV-2, connues sous le nom d'antigènes, par l'intermédiaire d'une méthode de prélèvement nasopharyngale ou nasale d'écouvillon. Les principaux avantages du POC-test comprennent la spécificité élevée, la réaction rapide (moins qu'une heure), et la portabilité, sans le besoin des installations fixes de laboratoire.

D'autre part, dans des tests diagnostique moléculaires, une amplification en chaîne par polymérase de transcriptase inverse (RT-PCR) est évoluée, également connu en tant que méthode d'amplification d'acide nucléique, qui exige matériel cher de laboratoire, les heures de l'analyse, et le personnel spécial.

En dépit des efforts grands de la communauté scientifique vers le développement des outils de diagnostic et de l'accomplissement de la spécificité élevée et la sensibilité des tests moléculaires, la préoccupation au sujet du contrôle et le dépistage du SARS-CoV-2 demeure.

Le scientifique de l'université fédérale d'Ural, prof. Panagiotis Tsiakaras avec ses collègues aux organismes de recherche internationaux concentrés sur observer les matières employées pour le modèle et le développement des biocapteurs électrochimiques pour le dépistage SARS-CoV-2, mettant en valeur le rôle important l'électrochimie pourrait jouer en réglant la maladie de COVID.

Ce genre de biocapteurs a pu être un outil de diagnostic couronné de succès de virus de sensibilité élevée, spécificité, coût bas, réaction rapide, n'exigeant aucun personnel spécial et offrant l'avantage de la portabilité. Le papier était publié dans le tourillon de la chimie électroanalytique.

À jour, deux Groupes principaux de matériaux ont été complètement explorés comme électrodes de transducteur : i) l'Au (or) basé sur et ii) le carbone ou le basé sur graphene. Les deux le temps de réponse plus rapide actuel (dans quelques secondes) avec de grande précision que les méthodes de dépistage actuelles, et la plupart d'entre elles a également une sensibilité plus élevée. D'ailleurs, bon nombre d'entre lui ont la possibilité d'être portatifs et miniaturisés.

Comparant les deux groupes ci-dessus de matériaux les chercheurs ont conclu que le carbone ou le basé sur graphene peut concurrencer les électrodes basées sur Au, car ils ont les caractéristiques de fonctionnement assimilées ou meilleures, offrant également l'avantage de plus peu coûteux.

Dans la révision actuelle, les scientifiques identifient que dans le cas des électrodes basées sur Au, l'Au a été principalement employé sous forme de nanoparticles sur le support alternatif (basé sur polymère ou autre) ou supporté sur l'oxyde réduit de graphene avant d'être déposé sur la plate-forme fondamentale.

L'inclusion du r-ALLER (oxyde réduit de graphene) aux nanoparticles d'Au améliore de manière significative des caractéristiques du détecteur SARS-CoV-2 pendant qu'elle augmente principalement l'endroit de dépistage que le virus grippe.

Dans le cas du carbone ou des électrodes basées sur graphene, le functionalization extérieur constitue la stratégie principale qui a été suivie. Particulièrement le graphene et ses dérivés, qui sont considérés les matériaux les plus prometteurs, ne contient pas les groupes fonctionnels chimiquement réactifs qui pourraient aider à immobiliser des biomolécules d'analyte.

Ainsi, sa surface ou changement de structure a été vérifiée par : i) dopant le graphene avec un autre (bio) élément, ou ii) produisant des défectuosités de structure, ou iii) étant employé car elles sont de modifier les électrodes écran-estampées de carbone.

Parmi la spectroscopie électrochimique d'impédance de techniques appliquées de dépistage, l'ampérométrie, et la voltamétrie différentielle de pouls étaient la plus utilisée. En attendant, dans le cas de la technique ampèremétrique, il y a une préoccupation au sujet de la réaction actuelle « réelle » du détecteur en étant dans un environnement avec des concentrations élevées de virus, comme peuvent les phénomènes de diffusion régner.

La spectroscopie électrochimique d'impédance, la voltamétrie d'onde rectangulaire, et les techniques différentielles de dépistage de voltamétrie de pouls sont plus sensibles et fiables, particulièrement aux valeurs très basses de concentration de l'analyte d'objectif. Cependant, parce que acquérant la charge « réelle » les conditions de fonctionnement optimas sont réglées chaque fois (opération d'hertz ou de tension, ou régime d'échographie, etc.) selon la concentration de virus.

Concluant leur révision, prof. Panagiotis Tsiakaras et ses collègues enregistrent cela : parmi les électrodes basées sur Au et carbone ou basées sur graphene explorées de matériaux d'électrode, sont les deux groupes matériels principaux, alors que les biocapteurs électrochimiques nanomaterial basés sur pourraient activer un rapide, précis, et sans coût spécial, détection des virus.

Cependant, comme ils indiquent, il est nécessaire de rechercher plus plus loin pour être fait en termes de nanomaterials variés et stratégies nouvelles de synthèse dans la commande les biocapteurs SARS-CoV-2 à commercialiser.

Source:
Journal reference:

Balkourani, G., et al. (2021) Emerging materials for the electrochemical detection of COVID-19. Journal of Electroanalytical Chemistry. doi.org/10.1016/j.jelechem.2021.115289.