Desarrollan un nanobiosensor para detectar el SARS-CoV-2
Nuevo avance tecnológico en sensores contra la pandemia
La infección y el estado de inmunidad de la población se consideran parámetros clave para hacer frente a las pandemias. Para ello, la detección de antígenos y anticuerpos es de gran importancia. Los dispositivos que se utilizan actualmente para este fin -los llamados dispositivos de punto de atención (POC)- son una opción para el cribado rápido. Sin embargo, su sensibilidad debe mejorarse. Científicos del Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) han conseguido mejorarla desarrollando un nanobiosensor basado en nanocables de oro. Inicialmente destinado únicamente a la detección de antígenos y anticuerpos asociados al COVID-19, el biosensor es también transferible a otros biomarcadores.
Imagen del sensor completo, incluido un pocillo de PDMS de 100 μL de volumen para la prueba de gotas. La muestra líquida de interés se dispensa en el pocillo y se deja incubar.
HZDR/Sandoval Bojorquez
Numerosos estudios han demostrado que, para detectar el SARS-CoV-2, las denominadas pruebas de flujo lateral (LFT) son una alternativa buena y precisa a la reacción en cadena de la polimerasa con transcriptasa inversa, comúnmente conocida como PCR. Las numerosas ventajas de las pruebas LFT sobre las pruebas PCR incluyen la detección rápida, las pruebas in situ, el bajo coste y el funcionamiento sin equipos de laboratorio.
Sin embargo, el mayor inconveniente de los biosensores POC es que su sensibilidad depende de la carga viral. Con una carga viral alta, la sensibilidad es del cien por cien, mientras que con una carga viral baja, la sensibilidad puede caer por debajo del diez por ciento. Esto puede dar lugar a resultados falsos negativos. El objetivo de los investigadores del HZDR era desarrollar sistemas de sensores que también pudieran utilizarse para detectar cargas víricas bajas y, al mismo tiempo, proporcionar resultados rápidos y precisos.
Para ello, la Dra. Larysa Baraban y su equipo del HZDR-Instituto de Investigación Radiofarmacéutica del Cáncer utilizaron nanoalambres de oro, que pueden emplearse para detectar diversas biomoléculas como enzimas, proteínas y anticuerpos. Este enfoque se combinó con la espectroscopia de impedancia electroquímica, una técnica que proporciona información sobre diversos procesos en la interfaz electrodo-electrolito, como la transferencia de carga, el transporte por difusión y la formación de una doble capa eléctrica, así como sobre las propiedades del sistema de medición. Esto incluye la resistencia de la solución y la rugosidad o porosidad de la superficie del electrodo.
"En nuestro trabajo hemos desarrollado un chip biosensor nanoscópico formado por seis pares de dispositivos de nanocables de oro entrelazados para detectar antígenos y anticuerpos del SARS-CoV-2", explica Baraban sobre el proyecto. "Esto permite detectar tanto los antígenos asociados al COVID-19 como los anticuerpos correspondientes que aparecen durante y después de la infección por el virus. Suponemos que el método también es transferible a otros biomarcadores y patógenos". La capa funcional dirigida a la biomolécula deberá modificarse en consecuencia para este fin".
Actualmente se está estudiando y debatiendo con la industria cómo fabricar el sensor en grandes cantidades a bajo coste.
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Publicación original
Impedimetric Nanobiosensor for the Detection of SARS-CoV-2 Antigens and Antibodies Diana Isabel Sandoval Bojórquez,Željko Janićijević, Brenda Palestina Romero, Eduardo Sergio Oliveros Mata, Markus Laube, Anja Feldmann, Alexandra Kegler, Laura Drewitz, Ciarán Fowley, Jens Pietzsch, Juergen Fassbender, Torsten Tonn, Michael Bachmann, and Larysa Baraban
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