SARS-CoV-2 detection enabled by a portable and label-free photoelectrochemical genosensor using graphitic carbon nitride and gold nanoparticles

Autor(es)

Catunda, Lucas Gomes da Silva ; do Prado, Thiago Martimiano ; de Oliveira, Tassia Regina ; dos Santos, Daniel Junior Almeida ; Gomes, Nathalia Oezau ; Correa, Daniel Souza ; Faria, Ronaldo Censi ; Machado, Sergio Antonio Spinola

• Tipo de documento: Artigo Científico
• Fonte: Electrochimica Acta; v. 451, p. 10-pg., 2023-03-27.

Resumo

Fast, sensitive, simple, and cheap sensors are highly desirable to be applied in the health system because they improve point-of-care diagnostics, which can reduce the number of cases of infection or even deaths. In this context, here we report the development of a label-free genosensor using a screen-printed electrode modified with 2D-carbonylated graphitic carbon nitride (c-g-C3N4), poly(diallyldimethylammonium) chloride (PDDA), and glutathione-protected gold nanoparticles (GSH-AuNPs) for photoelectrochemical (PEC) detection of SARS-CoV-2. We also made use of Arduino and 3D printing to miniaturize the sensor device. The electrode surface was characterized by AFM and SEM techniques, and the gold nanoparticles by UV-Vis spectrophotometry. For SARS-CoV-2 detection, capture probe DNA was immobilized on the electrode surface. The hybridization of the final genosensor was tested with a synthetic single-strand DNA target and with natural saliva samples using the photoelectrochemistry method. The device presented a linear range from 1 to 10,000 fmol L-1 and a limit of detection of 2.2 and 3.4 fmol L-1 using cpDNA 1A and 3A respectively. The sensibility and accuracy found for the genosensor using cpDNA 1A using biological samples were 93.3 and 80% respectively, indicating the potential of the label-free and portable genosensor to detect SARS-CoV-2 RNA in saliva samples. (AU)

• Processo FAPESP: 22/02164-0 - Desenvolvimento de sensores eletroquímicos modificados com nano esferas ocas de carbono dopadas com enxofre e nitrogênio para a quantificação de fármacos em amostras de água de abastecimento
• Beneficiário: Sergio Antonio Spinola Machado
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Processo FAPESP: 20/04635-4 - Desenvolvimento de um dispositivo simples e de baixo custo para o diagnóstico rápido do novo coronavírus (SARS-CoV-2)
• Beneficiário: Ronaldo Censi Faria
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• 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: 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: 20/07539-6 - Desenvolvimento de um dispositivo simples e de baixo custo para o diagnóstico rápido do novo Coronavírus (SARS-CoV-2)
• Beneficiário: Tássia Regina de Oliveira
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado