Advertencia: Esta página es una traducción de esta página originalmente en inglés. Tenga en cuenta ya que las traducciones son generadas por máquinas, no que todos traducción será perfecto. Este sitio Web y sus páginas están destinadas a leerse en inglés. Cualquier traducción de este sitio Web y su páginas Web puede ser imprecisa e inexacta en su totalidad o en parte. Esta traducción se proporciona como una conveniencia.

Innovaciones sobre papel para la diagnosis COVID-19

En el contexto del pandémico de la enfermedad 2019 del coronavirus (COVID-19), varios estudios han discutido el revelado de los dispositivos (PoC) y de los biosensores de la prueba del punto-de-cuidado para la diagnosis y la identificación del coronavirus 2 (SARS-CoV-2) de la neumonía asiática.

Una revista publicada en el gorrón ACS Omega de la sociedad de substancia química americana discute los dispositivos sobre papel y las plataformas que apuntan SARS-CoV-2 para la diagnosis barata del PC y la prueba serológica del anticuerpo. Esta revista también discute los dispositivos que apuntan los marcadores inflamatorios relevantes para COVID-19.

Estudio: Biosensores sobre papel para COVID-19: Una revista de las herramientas innovadoras para controlar el pandémico. Haber de imagen: asharkyu/Shutterstock.com

Necesidad de nuevas pruebas diagnósticas

La reacción en cadena reversa de la transcriptase-polimerasa (RT-PCR) es el análisis diagnóstico primario usado para la detección del ácido ribonucleico viral SARS-CoV-2 (ARN) en muestras orofaríngeas del lampazo. Éste es el patrón oro actual para la diagnosis y la prueba porque es altamente sensible y específico.

Sin embargo, RT-PCR es un proceso que toma tiempo que requiere los reactivos específicos, los personales especializados, y el equipo. Por lo tanto, esta técnica no puede ser ampliamente utilizada para el trazado del contacto. Por otra parte, se realiza generalmente después del inicio de síntomas.

Esta prueba también tiene algunas limitaciones analíticas incluyendo la posibilidad de positivos falsos y de negativas. Las diferencias se han observado en el funcionamiento de diversos estuches de la prueba.

Debido a las limitaciones de RT-PCR, sigue siendo un necesidad de las herramientas rápidas, exactas, y fácilmente disponibles para controlar este pandémico. Con este fin, la prueba del PC o la prueba del cercano-paciente refiere a una prueba realizada cerca del exterior paciente de la fijación del laboratorio.

Los dispositivos y los biosensores del PC se operan simple, de poco costo, y se emplean fácilmente en áreas con una accesibilidad más inferior a la atención sanitaria centralizada y a los laboratorios bien equipados. Junto con el revelado de aproximaciones terapéuticas y de vacunas para SARS-CoV-2, hay un de mucha demanda para que los científicos desarrollen nuevos biosensores altamente accesibles.

Dispositivos sobre papel

Los biosensores usando la celulosa y sus derivados son beneficioso debido a su disponibilidad y perfil de seguro ambiental perfeccionado. Incluso antes del pandémico COVID-19, muchas aproximaciones se han desarrollado para lograr un biosensor acertado en los substratos celulosa-basados.

Éstos incluyen los reactivos específicos de inmovilización que reaccionan con una composición o un grupo dada de composiciones de la muestra en estos substratos. Esta reacción entonces es traducida vigilando cambios visibles o detectores electroquímicos.

Otros tipos de sensores sobre papel incluyen microfluidics en los métodos de papel o simples de la inmersión/de la fundición que son similares al método común del papel del pH. Otro ejemplo es el contador de la glucosa que se hace en un substrato de papel.

Hay muchos tipos de papel de la celulosa y de sus materiales químico-derivados que se han utilizado en los biosensores, que permiten ajustar estos dispositivos. El papel es conveniente para hacer tales dispositivos porque es compatible con la mayoría de los reactivos, puede químicamente ser modificado para diversas funciones, y tiene fuerza arriba térmica y mecánica.

Por otra parte, el papel puede también soportar diversos procesos de fabricación requeridos para hacer el dispositivo analítico. El papel no es apenas una onda portadora de reactivos sino también permite activamente el muestreo, filtración, separación, y mezcla del reactivo/de la muestra.

El dispositivo sobre papel más de uso general es la tira de prueba lateral (LFA) del análisis del flujo que se incorpora a menudo en immunoensayos. Los dispositivos analíticos sobre papel de Microfluidic (μPADs) aumentan más lejos las funciones de dispositivos sobre papel.

Dispositivos sobre papel para la prueba viral del ARN

El ARN viral que se extrae de un lampazo orofaríngeo se puede medir directamente en una fijación del PC usando diversos diversos métodos analíticos. Éstos incluyen:

  • Identificación repetición-basada palindrómica corta regularmente (CRISPR) interspaced agrupada del ARN con sobre papel
  • Lectura de la señal del LFA
  • Dispositivo del formato del LFA de la fluorescencia para la detección del ARN
  • La transcripción reversa rizo-medió la detección isotérmica del ARN de la amplificación (RT-LAMP) en microfluidics-basado
  • Un dispositivo multifuncional que lleva tareas múltiples del análisis molecular de la diagnosis
  • Una plataforma sobre papel electroquímica para la identificación y la diagnosis amplificación-libres del ARN, usando antenas de una sola fila del ácido desoxirribonucléico (ssDNA) y electrodos del graphene/del oro modificados con los nanoparticles conjugados del oro.

Dispositivos sobre papel para detectar viral del antígeno

SARS-CoV-2 se puede determinar en una muestra con la detección de los antígenos virales específicos al virus incluyendo la proteína del nucleocapsid (n) y la proteína del pico (s). El antígeno de SARS-CoV-2 S se puede descubrir en el formato del LFA usando el receptor de la enzima angiotensina-que convierte 2 (ACE2) como molécula de la captura para los immunocomplexes que fluyen.

El ácido siálico es otra substancia química usada para descubrir el antígeno de S en el formato del LFA. Esto evita la necesidad de anticuerpos y de la detección immunoensayo-basada de este antígeno. Otro dispositivo del LFA para la detección del antígeno de S emplea nanozymes y la transmisión de señales de la quimioluminescencia, que permite la lectura portátil usando lectura del smartphone.

Usando el sistema del LFA, el antígeno de N se puede descubrir por los anticuerpos de la fusión producidos de fagos reproducidos. Un dispositivo descubre los antígenos de S y de N simultáneamente usando el sistema del LFA con los nanoparticles hacia arriba-que convierten y un sensor de la fluorescencia 5G-enabled para los usos de IoT. Asimismo, la pre-exploración realiza una alto-producción, una detección proteomic de los antígenos de S y de N y sus subunidades imprimiendo los anticuerpos que apuntan los antígenos en un substrato de la nitrocelulosa.

la espectroscopia Superficie-aumentada de Raman (SERS) combinada con los dispositivos sobre papel ofrece la detección óptica escritura de la etiqueta-libre y se puede utilizar con los fluídos corporales tales como desgarros, saliva, así como lampazos nasales y del paso sin requerir ningún tratamiento previo de la muestra. Otro biosensor electroquímico sobre papel denunciado utiliza un método escritura de la etiqueta-libre para la detección del antígeno de la proteína de S.

Dispositivos sobre papel para la detección inmunogenética de la reacción SARS-CoV-2

La supervisión de la reacción inmunológica implica el determinar y cuantificando los anticuerpos específicos la carrocería produce contra SARS-CoV-2, sobre todo la inmunoglobulina G de los anticuerpos (IgG), IgM, e IgA.

Los anticuerpos Antis-n de IgG se pueden descubrir usando los nanoparticles lantánido-dopados del poliestireno para la transmisión de señales altamente sensible de la luminiscencia en la prueba del LFA. Los anticuerpos de IgG y de IgM se pueden descubrir simultáneamente usando immunoensayo nanoparticles-basado oro conjugado.

Asimismo, un dispositivo descubre los anticuerpos de IgG y de IgM contra el antígeno de S, empleando un método óptico alternativo de la transducción para la transmisión de señales de la formación del immunocomplex de la fluorescencia. Un sistema SERS-basado alto-sensible del LFA descubre el antígeno anti-s IgG y los anticuerpos de IgM.

Los formatos sobre papel alternativos del análisis para la detección del anticuerpo incluyen el dispositivo sobre papel enzima-conectado del análisis del inmunosorbente (ELISA) para el anticuerpo humanizado SARS-CoV-2, la fabricación sobre papel del electrodo para la detección electroquímica de la espectroscopia de la impedancia de los anticuerpos antis-s de IgG del antígeno, y un biosensor electroquímico sobre papel del Papiroflexia-estilo para los anticuerpos antis-s del antígeno de IgG que descubre y de cuantificación y de IgM.

Dispositivos sobre papel para la supervisión inflamatoria de la severidad de la reacción y de la enfermedad

La infección SARS-CoV-2 puede progresar a la enfermedad severa debido a una inmunorespuesta desregularizada. Hay una correlación directa entre los marcadores inflamatorios y la severidad de la infección SARS-CoV-2.

Actualmente, varios biosensores sobre papel se han desarrollado para interleukin-6 (IL-6), la proteína, (CRP) la ferritina, y la detección C-reactivas del procalcitonin (el PCT), que son marcadores de una inmunorespuesta. Las membranas regeneradas de la celulosa usadas para la concentración de la substancia química probada son aplicadas para la detección electroquímica sensible de IL-6.

Un dispositivo usando un sistema del LFA para la detección IL-6 en la cabecera se ha denunciado usando immunoensayo oro-basado. Otro dispositivo sobre papel utiliza una aproximación del plegamiento que apunta IL-6 en los pacientes COVID-19 para la supervisión de la progresión de la enfermedad.

En otro estudio, los investigadores denunciaron el uso de un biosensor electroquímico sobre papel que confía en los electrodos nanoparticles-modificados oro para explotar la afinidad de CRP a Ca2+ para atar y la transducción actual subsiguiente. Otro sistema del LFA usando una membrana asimétrica de la polisulfona para la demorar-baja y se empareja con la transmisión de señales de la quimioluminescencia para la sensibilidad perfeccionada también se ha denunciado.

La ferritina se puede también descubrir usando los electrodos sobre papel. La formación del immunocomplex causa cambios en las señales actuales correlacionadas a la presencia de ferritina. Por otra parte, otro sistema del LFA se ha desarrollado para la detección del PCT que utiliza los nanoparticles conjugados con los anticuerpos el anti-PCT para la detección sensible de la fluorescencia.

Perspectivas futuras

Las herramientas sobre papel pueden ser útiles en fijaciones epidemiológicas, incluyendo la evaluación de la inmunidad de las poblaciones expuestas al virus, así como para que la supervisión de las aguas residuales ofrezca un indicador de la detección temprana de la extensión viral.  

Hay una extensión para desarrollar detectar cuantitativo en dispositivos sobre papel. Esto se puede habilitar por los programas de lectura portátiles, los smartphones función-embutidos, o las unidades portátiles del potentiostat con capacidades de la transmisión de la señal.

Las características analíticas de dispositivos actuales pueden ser perfeccionadas incorporando diversos nanomaterials u otros elementos sintetizados del reconocimiento. Los Nanomaterials pueden ser altamente beneficiosos en descubrir la infección SARS-CoV-2 o los anticuerpos en diversas muestras disminuyendo el límite de detección y aumentando sensibilidad. Esto habilitará la uno mismo-prueba segura, así disminuyendo la carga en instalaciones de atención sanitaria.

Journal reference:
  • Pinheiro, T., Cardoso, A. R., Sousa, C. E. A., et al. (2021). Paper-Based Biosensors for COVID-19: A Review of Innovative Tools for Controlling the Pandemic. ACS Omega 6(44), 29268–29290. doi:10.1021/acsomega.1c04012.
Dr. Shital Sarah Ahaley

Written by

Dr. Shital Sarah Ahaley

Dr. Shital Sarah Ahaley is a medical writer. She completed her Bachelor's and Master's degree in Microbiology at the University of Pune. She then completed her Ph.D. at the Indian Institute of Science, Bengaluru where she studied muscle development and muscle diseases. After her Ph.D., she worked at the Indian Institute of Science, Education, and Research, Pune as a post-doctoral fellow. She then acquired and executed an independent grant from the DBT-Wellcome Trust India Alliance as an Early Career Fellow. Her work focused on RNA binding proteins and Hedgehog signaling.

Citations

Please use one of the following formats to cite this article in your essay, paper or report:

  • APA

    Sarah Ahaley, Shital. (2021, November 22). Innovaciones sobre papel para la diagnosis COVID-19. News-Medical. Retrieved on January 16, 2022 from https://www.news-medical.net/news/20211122/Paper-based-innovations-for-COVID-19-diagnosis.aspx.

  • MLA

    Sarah Ahaley, Shital. "Innovaciones sobre papel para la diagnosis COVID-19". News-Medical. 16 January 2022. <https://www.news-medical.net/news/20211122/Paper-based-innovations-for-COVID-19-diagnosis.aspx>.

  • Chicago

    Sarah Ahaley, Shital. "Innovaciones sobre papel para la diagnosis COVID-19". News-Medical. https://www.news-medical.net/news/20211122/Paper-based-innovations-for-COVID-19-diagnosis.aspx. (accessed January 16, 2022).

  • Harvard

    Sarah Ahaley, Shital. 2021. Innovaciones sobre papel para la diagnosis COVID-19. News-Medical, viewed 16 January 2022, https://www.news-medical.net/news/20211122/Paper-based-innovations-for-COVID-19-diagnosis.aspx.