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Un biocapteur de graphite de crayon qui trouve SARS-CoV-2

Les scientifiques autour du monde généralement reconnu ce dépistage précoce du coronavirus 2 (SARS-CoV-2), qui de syndrôme respiratoire aigu sévère est le virus responsable de la maladie 2019 (COVID-19) de coronavirus, suivi de l'isolement de la personne infectée est une méthode efficace pour éviter davantage de propagation de la maladie. Actuellement, dû au de grande précision et à la spécificité de l'analyse d'amplification en chaîne par polymérase de transcriptase inverse (RT-PCR), cette technique analytique est considérée l'étalon-or pour trouver la présence de SARS-CoV-2.

Les échantillons (NP) nasopharyngaux ou (OP) oro-pharyngés sont les deux types primaires qui sont employés pour trouver SARS-CoV-2 par RT-PCR. Cependant, ce test est cher, long, et exige d'un technicien qualifié d'être exécuté. Comme résultat, l'analyse de RT-PCR est inappropriée pour des efforts de masse de contrôle, en particulier ceux conduits dans les pays à faibles revenus avec les moyens limités.

Kits d'essai COVID-19

Plusieurs kits d'essai rapides sont actuellement disponibles pour le diagnostic de COVID-19. En dépit de leur utilisation répandue, ces nécessaires diagnostiques basés sur antigène sont associés à l'exactitude réduite et à la sensibilité par rapport à l'analyse de RT-PCR. Ces nécessaires sont pour cette raison considérés peu fiables pour trouver exactement la présence de COVID-19, en particulier dans les personnes asymptomatiques.

Étude : dépistage de Minute-écaille de SARS-CoV-2 utilisant un biocapteur bon marché composé d'électrodes en graphite de crayon. Crédit d'image : danielmarin/Shutterstock.com

Comme résultat, là reste un besoin urgent pour des nécessaires diagnostiques rapides, bons marchés, et extrêmement sensibles pour le dépistage précoce de SARS-CoV-2. Dans ce contexte, plusieurs appareils mobiles ont été conçus et basés sur des technologies électrochimiques, colorimétriques, sérologiques, et basées sur moléculaire pour offrir un diagnostic rapide du virus. Bien que ces nécessaires diagnostiques soient précis, ils tendent à être plus lents et plus chers que les kits d'essai actuels, tout en également exigeant les matériaux et le matériel qui ne sont pas facilement accessibles.

Dans une étude neuve publiée dans les démarches de l'académie nationale des sciences, les scientifiques discutent le développement d'un outil de diagnostic COVID-19 rapide connu sous le nom de diagnose avancée électrochimique bonne marchée (FIL). La technologie de FIL est basée sur les matériaux hautement accessibles et peu coûteux, dont comprenez le fil de crayon de graphite et une fiole en plastique.

ABOUTISSEZ, un biocapteur électrochimique rapide et bon marché. (a) Représentation schématique des électrodes en graphite utilisées en FIL. (b) Functionalization d
ABOUTISSEZ, un biocapteur électrochimique rapide et bon marché. (a) Représentation schématique des électrodes en graphite utilisées en FIL. (b) Functionalization d'AuNPs-cys sur des électrodes en graphite après modification avec du glutaraldéhyde. (c) Modification d'AuNPs-cys avec ACE2 utilisant la date d'achèvement prévue et les NHS pour activer la formation en esclavage d'amide et le BSA pour l'obstruction extérieure. La réaction analytique du FIL en présence de SARS-CoV-2 a été basée sur l'élimination actuelle due au grippement sélecteur du SP viral avec l'électrode d'ACE2-functionalized, qui a partiellement bloqué l'endroit electrodic, menant au courant de pointe diminué de la solution 3−/4− redox de sonde ([technicien (NC) 6]). (d) Comparaison de coût et de période de détection entre le PLOMB et l'antigène approuvé par le FDA existant, sérologiques, et les tests moléculaires (47).

Modèle du nécessaire basé sur biocapteur de la diagnose SARS-CoV-2 de graphite neuf

Ce nécessaire (DIY) diagnostique de bricolage se compose d'un transducteur fait de fils de graphite modifiés avec le récepteur humain de l'enzyme de conversion de l'angiotensine 2 (ACE2) et une fiole en plastique. Ce dispositif électrochimique exploite l'affinité obligatoire SARS-CoV-2 de la protéine de la pointe (s) et des récepteurs ACE2 humains. La réaction électrochimique a lieu dans l'électrode en graphite, qui obtient éventuel convertie en signe analytique détectable qui functionalized par la méthode de goutte-bloc moulé.

En plus du transducteur et de la fiole, un ensemble de modificateurs est également présent dans ce nécessaire, qui est essentiel à mettre à jour la sensibilité élevée du détecteur. Ces modificateurs comprennent le glutaraldéhyde (GA), les nanoparticles d'or (AuNPs), le cysteamine (cys), l'ACE2, et l'albumine de sérum de boeuf (BSA).

Dans cet outil de diagnostic, l'électrode fonctionnante de graphite (WE) a été modifiée avec AuNPs qui ont été stabilisés utilisant des cys, qui aide à ancrer ACE2. Les sites actifs restants actuels sur la surface de l'électrode sont bloqués par BSA, qui empêche des interactions non spécifiques de se produire entre l'échantillon clinique et le biocapteur.

L'électrode fonctionnante de graphite de ce détecteur peut être déclenchée en moins de 3 heures. Une fois que déclenchée, l'électrode reste stable pendant plus de 5 jours une fois maintenue dans la solution saline tamponnée aux phosphates (PBS) à 4°C. Supplémentaire, les fils modifiés de graphite se sont avérés extrêmement sensibles pour trouver la protéine de S de SARS-CoV-2, tout en simultanément éliminant n'importe quelle activité hétérospécifique de l'occurrence entre le détecteur et d'autres virus appropriés. L'exactitude de ce dispositif a été étudiée par 113 de évaluation OP, le NP, et échantillons de patient de salive.

Avantages du nécessaire neuf de la diagnose SARS-CoV-2

Ce dispositif de contrôle offre le dépistage SARS-CoV-2 sur place dans un délai de 6,5 mn, qui est considérablement plus rapide que les nécessaires diagnostiques qui ont été reconnus par les Etats-Unis Food and Drug Administration (FDA).

L'unité DE TÊTE peut être manufacturée utilisant les matériaux qui ne sont pas chers, de ce fait supportant l'utilisation de cette technologie pour des nécessaires de diagnose du petit prix SARS-CoV-2. En fait, les chercheurs estiment que le coût d'une unité DE TÊTE unique est environ $1,50. Par conséquent, dû à sa rentabilité et à modèle de DIY, les tests diagnostique neufs du rapid COVID-19 ont pu présenter un moyen du contrôle à haute fréquence de la taille de la population dans des pays plus à faibles revenus.

Possibilités d'application de FIL

D'autres études seront nécessaires pour évaluer l'efficacité de la technologie de FIL en trouvant des variantes SARS-CoV-2 plus neuves. Si couronnés de succès, ces nécessaires pourraient activer le dépistage précoce des variantes neuves, qui aideraient à réduire l'écart et la boîte de vitesses des variantes neuves avant qu'elles deviennent dominantes.

Les principaux avantages de ce dispositif comprennent son coût bas, sensibilité élevée, et exactitude. Ce dispositif serait pour cette raison un candidat idéal pour le contrôle de population, qui pourrait aider à empêcher de futures manifestations de se produire. La production de masse de ce nécessaire diagnostique est possible parce que la modification de beaucoup d'électrodes peut être exécutée simultanément, s'assurant de ce fait que la fabrication robotisée de ce dispositif serait possible.  

Les chercheurs de l'étude actuelle sont optimistes que leur détecteur nouveau puisse être appliqué au delà du virus COVID-19. Cette technologie peut être employée pour le dépistage d'un large éventail d'agents pathogènes tels que d'autres virus, bactéries, et champignons, tant que l'agent infectieux et son récepteur sont procurables.

Journal reference:
Dr. Priyom Bose

Written by

Dr. Priyom Bose

Priyom holds a Ph.D. in Plant Biology and Biotechnology from the University of Madras, India. She is an active researcher and an experienced science writer. Priyom has also co-authored several original research articles that have been published in reputed peer-reviewed journals. She is also an avid reader and an amateur photographer.

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