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Materiales de revista de los investigadores usados para diseñar los biosensores para la detección SARS-CoV-2

El virus SARS-CoV-2 todavía está causando una baja dramática de las vidas humanas mundiales, constituyendo un reto sin precedente para la sociedad, salud pública, y economía, para vencer. Actualmente, SARS-CoV-2 se puede diagnosticar en dos maneras diferentes: ) pruebas del antígeno i (punto-de-cuidado, PC) e ii) pruebas moleculares (ácido nucléico, ARN, o reacción en cadena de la Polimerización en cadena-polimerasa).

Las pruebas del antígeno pueden descubrir las partes de las proteínas SARS-CoV-2, conocidas como antígenos, vía un método de muestreo nasofaríngeo o nasal del lampazo. Las ventajas principales de la PC-prueba incluyen la alta especificidad, la reacción rápida (menos que una hora), y la portabilidad, sin la necesidad de las instalaciones fijas del laboratorio.

Por otra parte, en una prueba diagnóstica molecular, se desarrolla una reacción en cadena reversa de polimerasa del transcriptase (RT-PCR), también conocido como método de la amplificación del ácido nucléico, que requiere el equipo de laboratorio costoso, horas de análisis, y al estado mayor especial.

A pesar de los grandes esfuerzos de la comunidad científica hacia el revelado de herramientas diagnósticas y del logro de la alta especificidad y la sensibilidad de las pruebas moleculares, sigue habiendo la preocupación por el mando y la detección del SARS-CoV-2.

El científico de la universidad federal de Ural, profesor Panagiotis Tsiakaras con sus colegas en los grupos de investigación internacionales centrados en el repaso de los materiales usados para el diseño y el revelado de los biosensores electroquímicos para la detección SARS-CoV-2, destacando el papel importante la electroquímica podría jugar en controlar enfermedad de COVID.

Esta clase de biosensores podía ser una herramienta diagnóstica del virus acertado de la alta sensibilidad, especificidad, bajo costo, reacción rápida, no requiriendo ningún personal especial y ofreciendo la ventaja de la portabilidad. El papel fue publicado en el gorrón de la química electroanalítica.

Actualizados, dos grupos principales de materiales se han explorado a conciencia como electrodos del transductor: i) el Au (oro) - basado e ii) el carbono o graphene-basados. Ambo el actual tiempo de reacción más rápido (dentro de algunos segundos) junto con una exactitud más alta que los métodos de detección actuales, y la mayor parte de ellos tiene también sensibilidad más alta. Por otra parte, muchos de él tienen la posibilidad de ser portátiles y miniaturizados.

Comparando los dos grupos antedichos de materiales los investigadores concluyeron que el carbono o graphene-basados puede competir los electrodos Au-basados, como tienen características operativas similares o mejores, también ofreciendo la ventaja de más barato.

En la revista actual, los científicos reconocen eso en el caso de los electrodos Au-basados, el Au fue utilizado principal bajo la forma de nanoparticles sobre el apoyo alternativo (polímero-basado u otro) o soportado sobre el óxido reducido del graphene antes de ser depositado sobre la plataforma básica.

La partícula extraña del r-IR (óxido reducido del graphene) a los nanoparticles del Au mejora importante características del sensor SARS-CoV-2 mientras que despliega principal el área de la detección que el virus ata.

En el caso del carbono o de los electrodos graphene-basados, el functionalization superficial constituye la estrategia principal que fue seguida. Especialmente el graphene y sus derivados, que se consideran los materiales más prometedores, no contiene a los grupos funcionales químicamente reactivos que podrían ayudar a inmovilizar biomoléculas del analito.

Así, su superficie o cambio de la estructura fue investigada cerca: i) que dopa el graphene con otro (bio) elemento, o ii) creando defectos de la estructura, o iii) siendo utilizado pues son modificar los electrodos estampados con estarcido del carbono.

Entre la espectroscopia electroquímica de la impedancia de las técnicas aplicadas de la detección, la amperimetría, y la voltametría diferenciada del pulso eran más usadas. Mientras tanto, en el caso de la técnica amperimétrica, hay una preocupación por la reacción actual “real” del sensor al estar en un ambiente con altas concentraciones del virus, como pueden los fenómenos de la difusión prevalecer.

La espectroscopia electroquímica de la impedancia, la voltametría de la onda cuadrada, y las técnicas diferenciadas de la detección de la voltametría del pulso son más sensibles y seguras, especialmente a los valores muy inferiores de la concentración del analito del objetivo. Sin embargo, porque detectando la carga “real” las condiciones operativas óptimas se fijan cada vez (paso del hertz o de voltaje, o régimen de exploración, etc) según la concentración del virus.

Concluyendo su revista, profesor Panagiotis Tsiakaras y sus colegas denuncian eso: entre los electrodos Au-basados y el carbono o graphene-basados explorados de los materiales del electrodo, es los dos grupos materiales principales, mientras que los biosensores electroquímicos nanomaterial-basados podrían habilitar un rápido, exacto, y sin el costo especial, detección del virus.

Sin embargo, como declaran, es necesario investigar más lejos para ser hecho en términos de diversos nanomaterials y estrategias nuevas de la síntesis en orden los biosensores SARS-CoV-2 que se comercializarán.

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.