Dispositivos eletroquímicos baseados em papel combinados com a impressão 3D para a detecção de COVID-19 em fluídos biológicos

• Processo: 21/10388-2
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Doutorado
• Vigência (Início): 03 de janeiro de 2022
• Vigência (Término): 30 de novembro de 2022
• Área do conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Química - Química Analítica
• Pesquisador responsável: Thiago Regis Longo Cesar da Paixão
• Beneficiário: Vanessa Neiva de Ataide
• Supervisor: Charles Henry
• Instituição Sede: Instituto de Química (IQ). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Local de pesquisa: Colorado State University, Estados Unidos
• Vinculado à bolsa: 18/14462-0 - Fabricação de dispositivos eletroquímicos em papel visando à aplicação em amostras de interesse clínico e ambiental, BP.DR
• Assunto(s): Técnicas e procedimentos diagnósticos Testes imediatos COVID-19 Dispositivos eletroquímicos Técnicas biossensoriais Impressão tridimensional Eletroanalítica
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: biossensores | Detecção de COVID-19 | Dispositivos em papel | impressão 3D | Eletroanalítica

Resumo

A pandemia causada pela COVID-19 tem demonstrado a importância do desenvolvimento e disponibilização de testes diagnósticos que sejam de baixo custo, confiáveis, portáteis e descartáveis. Essas características são especialmente relevantes quando se considera locais com recursos limitados ou países em desenvolvimento. O acesso a uma infraestrutura de laboratório com equipamentos e reagentes sofisticados é caro e geralmente são encontrados em centros urbanos, dificultando o acesso de pessoas que moram em regiões mais afastadas. PCR (reação em cadeia da polimerase) e ELISA (ensaio imunoenzimático) são as técnicas mais utilizadas para o diagnóstico de doenças virais. Especificamente no caso do coronavírus, o método padrão ouro utilizado é o RT-PCR (reação em cadeia da polimerase-transcriptase reversa), que se baseia na detecção do ácido nucleico viral do SARS-CoV-2 nos fluidos do nariz ou da garganta do paciente. Desta forma, testes diagnósticos que apresentam resposta rápida, sejam de baixo custo, garantam precisão adequada e possam ser realizados onde o paciente estiver, precisam ser desenvolvidos como alternativas aos testes comerciais disponíveis no mercado. Nesse sentido, os dispositivos point-of-care (POC) são de grande relevância, pois possibilitam a descentralização de diversas análises, desde o diagnóstico clínico até o monitoramento ambiental e a segurança alimentar. Dentro desse cenário, a detecção eletroquímica combinada com as plataformas baseadas em papel se apresentam como opções viáveis para a fabricação e aplicação de biossensores. As técnicas eletroquímicas fornecem alta sensibilidade e seletividade, uma vez que é possível escolher a técnica eletroquímica adequada, os materiais do eletrodo, o intervalo de potencial, a incorporação de elementos de reconhecimento aos analitos, com um tempo de análise rápido (na ordem de segundos a minutos) e fácil operação. A impressão 3D tem sido explorada para a fabricação de sensores eletroquímicos em várias aplicações, incluindo a detecção de metais em amostras biológicas e ambientais. A impressão 3D ou manufatura aditiva é uma tecnologia de prototipagem rápida que permite a fabricação / construção de objetos com diferentes formas e materiais. Combinar dispositivos baseados em papel e impressão 3D ainda é um campo a ser explorado para o desenvolvimento de sensores eletroquímicos. Levando em consideração os novos caminhos que podem ser desenvolvidos pelo acoplamento de impressão 3D e plataformas de papel, este projeto visa fabricar um sistema de três eletrodos integrados usando uma impressora / caneta 3D na plataforma de papel para a aplicação como um sensor eletroquímico portátil para detecção de COVID-19 em fluidos biológicos.