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Rilevazione dell'anticorpo della punta SARS-CoV-2 facendo uso del biosensing elettrochimico basato su legame dell'idrogeno

La malattia 2019 (COVID-19) di coronavirus, che è causato dal coronavirus 2 (SARS-CoV-2) di sindrome respiratorio acuto severo, è nato e diffusione da Wuhan, che è la capitale della provincia di Hubei della Cina. Il 22 novembre 2021, oltre 258 milione casi di COVID-19 sono stati riferiti, che hanno provocato più di 5,15 milione morti globalmente. COVID-19, quindi, continua a posare le minacce severe per i sistemi e le economie di salute pubblica intorno al mondo.  

Studio: Piattaforma biosensing elettrochimica basata su legame dell'idrogeno per la rilevazione dell'anticorpo della punta SARS-CoV-2. Credito di immagine: anyaivanova/Shutterstock.com

Vantaggi e svantaggi di RT-PCR

L'analisi in tempo reale di reazione a catena della polimerasi (RT-PCR) è rimanere la tecnica più prominente per diagnosticare COVID-19. Tuttavia, altre analisi potenzialmente utili di rilevazione corrente stanno studiande, alcune di cui includono l'analisi enzima-collegata dell'immunosorbente (ELISA), il immunoassay laterale di flusso (LFIA), il immunoassay laterale di flusso (LFIA), (UV) la spettroscopia ultravioletto-visibile, le brevi ripetizioni palindromiche regolarmente interspaced ragruppate (CRISPR), l'amplificazione isotermica ciclo-mediata (LAMPADA), i parametri ematologici, la rappresentazione (CT) di tomografia computerizzata, i sensori plasmonic ed i biosensori elettrochimici. Questi metodi hanno il potenziale di trasformarsi in in metodi di collaudo migliori dati la loro semplicità, rapidità, sensibilità ed accuratezza.

RT-PCR è il test diagnostico più comunemente usato per COVID-19 dovuto la sue normalizzazione, buona sensibilità e selettività. Tuttavia, RT-PCR è una tecnica costosa, a forte intensità di mano d'opera e che richiede tempo che e richiede il personale specialmente formato per l'esecuzione e, di conseguenza, rimane esclusivo agli agli istituti ospedalieri basati a laboratorio. Un altro svantaggio principale connesso con RT-PCR è un alto rapporto del falso negativo che varia fra 20-67%, secondo il tempo dall'infezione.

L'utilità delle tecniche biosensing elettrochimiche

Al contrario, i metodi biosensing elettrochimici sono semplici, rapidi, redditizi, robusti ed altamente sensibile e selettivo per la diagnostica del COVID-19. Ancora, questi metodi possono anche individuare l'intero virus, l'anticorpo prodotto nell'organismo come pure i loro frammenti e proteine specifici.

a metodi elettrochimici basati a antigene basati su rilevazione virale dell'acido ribonucleico (RNA) richiedono sette ore e 29 ore per il preparato del sensore e 40 minuti e tre ore affinchè la misura forniscano un limite di una rilevazione (LOD) di 6.900 copies/mL e di 200 copies/mL, rispettivamente. Sia l'antigene che a metodi elettrochimici basati a anticorpo usano una proteina della punta o la proteina del nucleocapsid per diagnosticare COVID-19.

Gli studi precedenti hanno indicato la possibilità di ottenere un LOD di 0,01 ag/mL per l'anticorpo della punta nei media sintetici facendo uso dei cluster dell'oro, della cisteamina, della glutaraldeide e dell'elettrodo vetroso del carbonio antigene-modificato punta SARS-CoV-2. Come continuazione a questo, i ricercatori turchi recentemente hanno pubblicato uno studio in giornale analitico e chimica di Bioanalytical che dimostra una piattaforma biosensing elettrochimica rapida basata sui cluster dell'oro (Au) ed il siero bovino del mercaptoetanolo (CysOH) (BSA) albumina-ha modificato gli elettrodi vetrosi del carbonio (GCE) per individuare l'anticorpo della punta SARS-CoV-2.

Circa lo studio

Inizialmente, la proteina respiratoria della punta di coronavirus di sindrome di Medio Oriente (MERS-CoV), la proteina della punta di influenza A e lo streptococco antigene di pneumoniae sono stati usati per esaminare la selettività del biosensore prodotto esclusivamente vincolandoli sugli elettrodi di CysOH/Au/GCE e bloccandoli con BSA. Le piattaforme prodotte sono state denotate come BSA/M-S-gene/CysOH/Au/GCE, BSA/InfA-S-gene/CysOH/Au/GCE e BSA/Pneu/CysOH/Au/GCE, rispettivamente.

Di conseguenza, le piattaforme da costruzione non hanno mostrato risposta significativa a 1 fg/mL dell'anticorpo della punta SARS-CoV-2. Gli effetti di interferenza di vari anioni, enzimi e composti che potrebbero essere presenti in saliva sono stati studiati in presenza del poco come una 1 concentrazione in fg/mL dell'anticorpo della punta SARS-CoV-2 con un criterio per tracciare una variazione di 5% nell'altezza di punta per la valutazione. I risultati erano indicativi di buona selettività del metodo.

La saliva ed i campioni orofaringei del tampone sono stati raccolti da sei persone in buona salute. Il fg dieci dell'anticorpo della punta SARS-CoV-2 si è aggiunto alla metà dei campioni per ogni μL 5, mentre l'altra metà è stata lasciata non appuntita. Tutti i campioni sono stati analizzati per determinare l'anticorpo della punta SARS-CoV-2 via la calibratura esterna depositando il μL 5 del campione sulla superficie degli elettrodi di BSA/S-gene/CysOH/Au/GCE senza alcuna lavorazione.

Durante la rilevazione dell'anticorpo della punta SARS-CoV-2 in campioni appuntito-reali, il segnale anodico del biosensore prodotto a 0,85 V è diminuito mentre la quantità dell'anticorpo della punta SARS-CoV-2 è aumentato.

In 35 minuti, la piattaforma biosensing ha potuto individuare 0,03 fg/mL dell'anticorpo della punta SARS-CoV-2 in media sintetici e appuntito-saliva o - campioni orofaringei del tampone. Il metodo ha mostrato così una risposta lineare all'aumento nella concentrazione di anticorpo della punta SARS-CoV-2 da 0,1 fg/mL a 10 pg/mL.

La reattività crociata studia con gli antigeni della punta di MERS-CoV, l'influenza A e l'antigene di polmonite ha confermato la selettività eccellente del metodo proposto. Il metodo messo a punto è stato paragonato al metodo di LFIA in termini di sensibilità ed è stato trovato per essere circa 109 volte più sensibile.

I valori relativi di deviazione standard sono stati calcolati per essere 7,55%, 3,79% e 5,23% per 1 fg/mL, 100 fg/mL e 10 pg/mL dell'anticorpo della punta SARS-CoV-2, rispettivamente, così indicando la buona riproducibilità. La stabilità e la robustezza dell'analisi sono state valutate memorizzando il biosensore in un'atmosfera dell'argon misurando l'altezza di punta alla conclusione di sei periodi di cinque giorni consecutivi °C 4 a °C, 25 e °C 37, rispettivamente.

Questi esami di stabilità non hanno provato differenza significativa una volta memorizzati a °C 4 contro 25 °C. Al contrario, il giorno 30, il segnale aveva conservato almeno 84,5% del segnale a partire dal giorno 1, anche quando memorizzato a 37 °C. Questi risultati indicano la stabilità e la robustezza eccezionali di BSA/S-gene/CysOH/Au/GCE.

Implicazioni

Il rapidi, il economici, sensibili, selettivi, m. e piattaforma biosensing accurata sviluppate per la determinazione voltametrica del SARS-CoV-2 chiodano l'anticorpo in appuntito-saliva e - i campioni orofaringei del tampone non hanno richiesto alcuna lavorazione del campione.

Inoltre, il biosensore egualmente è stato sviluppato facilmente, con il più breve tempo di preparato fra i metodi biosensing elettrochimici prominenti basati sull'antigene o sulla anticorpo-proteina riferita in letteratura scientifica finora. Ancora, l'unità corrente ha avuta una durata dell'analisi del resoconto approximately35, che è significativamente più breve dei metodi esistenti di RT-PCR. Muovendosi in avanti, BSA/S-gene/CysOH/Au/GCE ha potuto essere da costruzione e fornito facilmente come kit pronto per l'uso su un su scala commerciale usando gli elettrodi schermo-stampati monouso.

Journal reference:
Sreetama Dutt

Written by

Sreetama Dutt

Sreetama Dutt has completed her B.Tech. in Biotechnology from SRM University in Chennai, India and holds an M.Sc. in Medical Microbiology from the University of Manchester, UK. Initially decided upon building her career in laboratory-based research, medical writing and communications happened to catch her when she least expected it. Of course, nothing is a coincidence.

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