Flexible Label-Free Platinum and Bio-PET-Based Immunosensor for the Detection of SARS-CoV-2

Autor(es)

Blasques, Rodrigo Vieira ; de Oliveira, Paulo Roberto ; Kalinke, Cristiane ; Brazaca, Lais Canniatti ; Crapnell, Robert D. D. ; Bonacin, Juliano Alves ; Banks, Craig E. E. ; Janegitz, Bruno Campos

• Tipo de documento: Artigo Científico
• Fonte: BIOSENSORS-BASEL; v. 13, n. 2, p. 19-pg., 2023-02-01.

Resumo

The demand for new devices that enable the detection of severe acute respiratory syndrome-coronavirus-2 (SARS-CoV-2) at a relatively low cost and that are fast and feasible to be used as point-of-care is required overtime on a large scale. In this sense, the use of sustainable materials, for example, the bio-based poly (ethylene terephthalate) (Bio-PET) can be an alternative to current standard diagnostics. In this work, we present a flexible disposable printed electrode based on a platinum thin film on Bio-PET as a substrate for the development of a sensor and immunosensor for the monitoring of COVID-19 biomarkers, by the detection of L-cysteine and the SARS-CoV-2 spike protein, respectively. The electrode was applied in conjunction with 3D printing technology to generate a portable and easy-to-analyze device with a low sample volume. For the L-cysteine determination, chronoamperometry was used, which achieved two linear dynamic ranges (LDR) of 3.98-39.0 mu mol L-1 and 39.0-145 mu mol L-1, and a limit of detection (LOD) of 0.70 mu mol L-1. The detection of the SARS-CoV-2 spike protein was achieved by both square wave voltammetry (SWV) and electrochemical impedance spectroscopy (EIS) by a label-free immunosensor, using potassium ferro-ferricyanide solution as the electrochemical probe. An LDR of 0.70-7.0 and 1.0-30 pmol L-1, with an LOD of 0.70 and 1.0 pmol L-1 were obtained by SWV and EIS, respectively. As a proof of concept, the immunosensor was successfully applied for the detection of the SARS-CoV-2 spike protein in enriched synthetic saliva samples, which demonstrates the potential of using the proposed sensor as an alternative platform for the diagnosis of COVID-19 in the future. (AU)

• Processo FAPESP: 19/00473-2 - Desenvolvimento de biossensores eletroquímicos impressos em 3 dimensões (3D) com polímero PLA e grafeno para a determinação de biomoléculas e diagnóstico de doenças
• Beneficiário: Cristiane Kalinke
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Processo FAPESP: 17/21097-3 - Interações abelha-agricultura: perspectivas para a utilização sustentável
• Beneficiário: Osmar Malaspina
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Programa BIOTA - Temático
• Processo FAPESP: 18/19750-3 - Explorando a detecção C4D para o desenvolvimento de biossensores microfluídicos inovadores e de baixo custo
• Beneficiário: Laís Canniatti Brazaca
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Processo FAPESP: 19/23177-0 - Desenvolvimento de dispositivos descartáveis com tintas condutoras e substratos de baixo custo para o biossensoriamento de disfunções hormonais e detecção de Malária
• Beneficiário: Jéssica Rocha Camargo
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado Direto
• Processo FAPESP: 21/07989-4 - Dispositivos eletroquímicos por manufatura aditiva (impressão 3D) para o diagnóstico de doenças virais
• Beneficiário: Cristiane Kalinke
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Pós-Doutorado
• Processo FAPESP: 13/22127-2 - Desenvolvimento de novos materiais estratégicos para dispositivos analíticos integrados
• Beneficiário: Lauro Tatsuo Kubota
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Temático