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Detección del anticuerpo del pico SARS-CoV-2 usando biosensing electroquímico basado en la vinculación del hidrógeno

La enfermedad 2019 (COVID-19) del coronavirus, que es causado por el coronavirus 2 (SARS-CoV-2) de la neumonía asiática, originó y extensión de Wuhan, que es la capital de la provincia de Hubei de China. El 22 de noviembre de 2021, sobre 258 millones de casos de COVID-19 se han denunciado, que han dado lugar a más de 5,15 millones de muertes global. COVID-19, por lo tanto, continúa plantear las amenazas severas para los sistemas y las economías de la salud pública en todo el mundo.  

Estudio: Plataforma biosensing electroquímica basada en la vinculación del hidrógeno para la detección del anticuerpo del pico SARS-CoV-2. Haber de imagen: anyaivanova/Shutterstock.com

Ventajas y desventajas de RT-PCR

El análisis en tiempo real de la reacción en cadena de polimerasa (RT-PCR) ha seguido siendo la técnica más prominente para diagnosticar COVID-19. Sin embargo, otros análisis potencialmente útiles de la detección se están estudiando actualmente, algunos de los cuales incluyen el análisis enzima-conectado del inmunosorbente (ELISA), el immunoensayo lateral del flujo (LFIA), el immunoensayo lateral del flujo (LFIA), (UV) la espectroscopia ultravioleta-visible, repeticiones palindrómicas cortas regularmente interspaced agrupadas (CRISPR), la amplificación isotérmica rizo-mediada (LÁMPARA), parámetros hematológicos, proyección de imagen de la tomografía (CT) calculada, los sensores plasmonic, y los biosensores electroquímicos. Estos métodos tienen el potencial de convertirse en métodos de pruebas perfeccionados dados su simplicidad, rapidez, sensibilidad, y exactitud.

RT-PCR es la prueba diagnóstica más de uso general para COVID-19 debido a su estandarización, buena sensibilidad, y selectividad. Sin embargo, RT-PCR es una técnica costosa, necesitanda mucho trabajo, y que toma tiempo que y requiere los personales especialmente entrenados para la ejecución y, como consecuencia, sigue siendo exclusivo a las instituciones médicas laboratorio-basadas. Otra desventaja importante asociada a RT-PCR es una alta índice del falso negativo que coloca entre 20-67%, dependiendo del tiempo desde la infección.

La utilidad de técnicas biosensing electroquímicas

Por el contrario, los métodos biosensing electroquímicos son simples, rápidos, de poco costo, robustos, y altamente sensible, y selectivo para diagnosticar COVID-19. Además, estos métodos pueden también descubrir el virus entero, el anticuerpo producido en la carrocería, así como sus fragmentos y proteínas específicos.

los métodos electroquímicos Antígeno-basados basados en la detección viral del ácido ribonucleico (ARN) requieren siete horas y 29 horas para la preparación del sensor y 40 minutos y tres horas para que la medición ofrezca un límite de detección (LOD) de 6.900 copies/mL y de 200 copies/mL, respectivamente. El antígeno y los métodos electroquímicos anticuerpo-basados utilizan una proteína del pico o la proteína del nucleocapsid para diagnosticar COVID-19.

Los estudios anteriores han mostrado la posibilidad de conseguir un LOD de 0,01 ag/mL para el anticuerpo del pico en ambientes sintetizados usando atados del oro, cysteamine, el aldehído glutárico, y el electrodo vidrioso antígeno-modificado pico del carbono SARS-CoV-2. Como continuación a esto, los investigadores turcos publicaron recientemente un estudio en el gorrón analítico y la química de Bioanalytical que demostraba una plataforma biosensing electroquímica rápida basada en los atados del oro (Au), y el suero vacuno del mercaptoetanol (CysOH) (BSA) albúmina-modificó los electrodos vidriosos del carbono (GCE) para descubrir el anticuerpo del pico SARS-CoV-2.

Sobre el estudio

Inicialmente, la proteína respiratoria del pico del coronavirus del síndrome de Oriente Medio (MERS-CoV), la proteína del pico de la gripe A, y el estreptococo antígeno de los pneumoniae fueron utilizados para examinar la selectividad del biosensor producido por separado inmovilizándolos en los electrodos de CysOH/Au/GCE y cegándolos con BSA. Las plataformas producidas fueron denotadas como BSA/M-S-gene/CysOH/Au/GCE, BSA/InfA-S-gene/CysOH/Au/GCE, y BSA/Pneu/CysOH/Au/GCE, respectivamente.

Por consiguiente, las plataformas fabricadas no mostraron ninguna reacción importante a 1 fg/mL del anticuerpo del pico SARS-CoV-2. Los efectos de la interferencia de diversos aniones, enzimas, y composiciones que podrían estar presentes en saliva fueron investigados en presencia de tan poco como una 1 concentración de fg/mL del anticuerpo del pico SARS-CoV-2 con una consideración para marcar una variación del 5% en la altura de pico para la evaluación. Los resultados eran indicativos de la buena selectividad del método.

La saliva y las muestras orofaríngeas del lampazo cerco a partir de seis individuos sanos. El fg diez del anticuerpo del pico SARS-CoV-2 fue agregado a la mitad de las muestras para cada μL 5, mientras que la otra mitad fue dejada no-claveteada. Todas las muestras eran analizadas para determinar el anticuerpo del pico SARS-CoV-2 vía la calibración externa depositando el μL 5 de la muestra en la superficie de los electrodos de BSA/S-gene/CysOH/Au/GCE sin ningún proceso previo.

Durante la detección del anticuerpo del pico SARS-CoV-2 en muestras claveteado-reales, la señal anódica del biosensor producido en 0,85 V disminuyó mientras que la cantidad del anticuerpo del pico SARS-CoV-2 aumentó.

En 35 minutos, la plataforma biosensing podía descubrir 0,03 fg/mL del anticuerpo del pico SARS-CoV-2 en ambientes sintetizados y claveteado-saliva o - las muestras orofaríngeas del lampazo. El método mostró así una reacción lineal al aumento en la concentración de anticuerpo del pico SARS-CoV-2 a partir de 0,1 fg/mL a 10 pg/mL.

La reactividad cruzada estudia con los antígenos del pico de MERS-CoV, gripe A, y el antígeno de la pulmonía confirmó la selectividad excelente del método propuesto. El método desarrollado fue comparado con el método de LFIA en términos de sensibilidad y encontrado para ser aproximadamente 109 veces más sensible.

Los valores relativos de la desviación estándar eran calculados para ser 7,55%, 3,79%, y 5,23% para 1 fg/mL, 100 fg/mL, y 10 pg/mL del anticuerpo del pico SARS-CoV-2, respectivamente, así indicando buena reproductibilidad. La estabilidad y la robustez del análisis fueron fijadas salvando el biosensor en una atmósfera del argón midiendo la altura de pico en el final de seis períodos de cinco días consecutivos en el °C 4 el °C, 25, y el °C 37, respectivamente.

Estas pruebas de estabilidad no mostraron ninguna diferencia importante cuando estaban salvadas en el °C 4 comparado con 25 °C. Por el contrario, el día 30, la señal había preservado por lo menos 84,5% de la señal a partir del día 1, incluso cuando estuvo salvada en 37 °C. Estos resultados indican la estabilidad y la robustez excepcionales de BSA/S-gene/CysOH/Au/GCE.

Implicaciones

El rápidos, el baratos, sensibles, selectivos, m y plataforma biosensing exacta desarrollados para la determinación voltamétrica del SARS-CoV-2 clavan el anticuerpo en claveteado-saliva y - las muestras orofaríngeas del lampazo no requirieron ningún proceso previo de la muestra.

Por otra parte, el biosensor también fue desarrollado fácilmente, con el tiempo de preparación más corto entre los métodos biosensing electroquímicos prominentes basados en el antígeno o la anticuerpo-proteína denunciada en literatura científica hasta el momento. Además, el dispositivo actual tenía una duración de análisis de los minutos approximately35, que es importante más corta que métodos existentes de RT-PCR. Moviéndose adelante, BSA/S-gene/CysOH/Au/GCE se podía fabricar y ofrecer fácilmente como estuche listo para utilizar en un comercial usando los electrodos estampados con estarcido disponibles.

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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