Fabrication of a portable electrochemical biosensor array for multiplexed diagnosis of respiratory diseases

• Grant number: 24/21419-4
• Support Opportunities: Scholarships in Brazil - Technical Training Program - Technical Training
• Start date: February 01, 2025
• End date: January 31, 2026
• Field of knowledge: Physical Sciences and Mathematics - Chemistry - Analytical Chemistry
• Principal Investigator: William Reis de Araujo
• Grantee: Patrícia Batista Deroco
• Host Institution: Instituto de Química (IQ). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brazil
• Associated research grant: 22/03250-7 - Development of portable and cost-effective biosensors for clinical diagnosis of bacterial and viral infections, AP.PNGP.PI

Abstract

Os vírus respiratórios, principalmente os vírus influenza e coronavírus, têm merecido notório destaque nos últimos anos. Métodos rápidos, de baixo custo e de simples utilização são importantes ferramentas para realizar o rápido diagnóstico da infecção, visando a implementação de medidas sanitárias adequadas e tratamento o quanto antes possível. Dentre os principais tipos de vírus respiratórios, existem 4 tipos que são degrande interesse clínico, como H1N1, H3N2, influenza B e SARS-CoV-2, os quais apresentam sintomas clínicos bastante semelhantes e de difícil discernimento, exceto por testagem clínica, como o PCR, que além do elevadocusto, geralmente não proporciona o diagnóstico de forma rápida o suficiente, principalmente em um cenário de alta demanda como o imposto pela pandemia da COVID-19, limitando ações como o isolamento físico do indivíduo infectado para controlar a circulação do vírus. Assim, neste projeto visaremos o desenvolvimento deum arranjo de biossensores eletroquímicos que propiciem rápida triagem a um custo acessível, de forma a permitir testagem massiva da população. Para tanto, a fabricação dos dispositivos multiplex será realizada por meio da técnica de laser scribing para gravação de trilhas condutoras de derivados de grafeno sobre substratospoliméricos (placa de circuito impresso e ou polieterimida). Os eletrodos de trabalho serão modificados com anticorpos específicos (elementos de biorreconhecimento) para cada patógeno, de forma a explorar a interação seletiva destes com as proteínas estruturais de membrana desses vírus (hemaglutinina (HA) e neuraminidase (NA), para os vírus dos tipos influenza e a proteína spike (S) e de membrana (M), para a detecção de SARS-CoV2). Como grande diferencial deste trabalho, pretendemos além da integração das análises de forma a utilizar um pequeno volume de amostra de biofluído, como saliva, realizar estudos de estabilidade do dispositivo visando obter condições atrativas e adequadas para absorção comercial da tecnologia. Assim, além de avaliar diferentes estratégias de modificação e incorporação de membranas que visem prolongar a vida útil do biossensor, avaliaremos as condições adequadas de armazenamento/estocagem.