Low-cost bacterial nanocellulose-based interdigitated biosensor to detect the p53 cancer biomarker

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Bondancia, Thalita J. ; Soares, Andrey Coatrini ; Popolin-Neto, Mario ; Gomes, Nathalia O. ; Raymundo-Pereira, Paulo A. ; Barud, Hernane S. ; Machado, Sergio A. S. ; Ribeiro, Sidney J. L. ; Melendez, Matias E. ; Carvalho, Andre L. ; Reis, Rui M. ; Paulovich, Fernando, V ; Oliveira Jr, Osvaldo N.

• Tipo de documento: Artigo Científico
• Fonte: BIOMATERIALS ADVANCES; v. 134, p. 7-pg., 2022-03-01.

Resumo

Low-cost sensors to detect cancer biomarkers with high sensitivity and selectivity are essential for early diagnosis. Herein, an immunosensor was developed to detect the cancer biomarker p53 antigen in MCF7 lysates using electrical impedance spectroscopy. Interdigitated electrodes were screen printed on bacterial nanocellulose substrates, then coated with a matrix of layer-by-layer films of chitosan and chondroitin sulfate onto which a layer of anti-p53 antibodies was adsorbed. The immunosensing performance was optimized with a 3-bilayer matrix, with detection of p53 in MCF7 cell lysates at concentrations between 0.01 and 1000 U-cell. mL(-1), and detection limit of 0.16 U-cell mL(-1). The effective buildup of the immunosensor on bacterial nanocellulose was confirmed with polarization-modulated infrared reflection absorption spectroscopy (PM-IRRAS) and surface energy analysis. In spite of the high sensitivity, full selectivity with distinction of the p53-containing cell lysates and possible interferents required treating the data with a supervised machine learning approach based on decision trees. 'this allowed the creation of a multidimensional calibration space with 11 dimensions (frequencies used to generate decision tree rules), with which the classification of the p53-containing samples can be explained. (AU)

• Processo FAPESP: 20/09587-8 - Desenvolvimento de dispositivos eletroquímicos baseados em nanoestruturas de carbono e prata para a detecção de interferentes endócrinos em amostras de água de abastecimento
• Beneficiário: Nathalia Oezau Gomes
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Processo FAPESP: 19/01777-5 - Confecção de dispositivos eletroquímicos descartáveis compostos por nanoesferas ocas de carbono e nanofios de carbono decorados com nanopartículas de prata para a quantificação de interferentes endócrinos em amostras de água de abastecimento
• Beneficiário: Sergio Antonio Spinola Machado
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Processo FAPESP: 18/18953-8 - Filmes nanoestruturados aplicados em biossensores microfluídicos para detecção de mastite bacteriana
• Beneficiário: Andrey Coatrini Soares
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Processo FAPESP: 18/22214-6 - Rumo à convergência de tecnologias: de sensores e biossensores à visualização de informação e aprendizado de máquina para análise de dados em diagnóstico clínico
• Beneficiário: Osvaldo Novais de Oliveira Junior
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Temático
• Processo FAPESP: 16/01919-6 - Design e fabricação de dispositivos flexíveis nanoestruturados para detecção de biomarcadores
• Beneficiário: Paulo Augusto Raymundo Pereira
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado