Tongue depressor (bio)sensors: A fast decentralized self-testing of salivary biomarkers for personalized medicine

Autor(es)

de Lima, Lucas Felipe ; Ferreira, Andre Lopes ; do Nascimento, Guida Hellen Mota ; Cardoso, Luana Pereira ; de Jesus, Marcelo Bispo ; de Araujo, William Reis

• Tipo de documento: Artigo Científico
• Fonte: CHEMICAL ENGINEERING JOURNAL; v. 494, p. 13-pg., 2024-06-18.

Resumo

The clinical tests usually make use of blood samples, requiring invasive sample collection protocols, which are not appropriate for decentralized, frequent, and point-of-care (POC) applications. Here, we report disposable (bio)sensors combining electrochemical and colorimetric technologies on an accessible and lightweight wooden tongue depressor platform. The array of (bio)sensors on this commonly used medical tool enables rapid, and safe saliva sampling and showed promise to be used for frequent self-testing of four clinically relevant biomarkers (glucose, uric acid, nitrite, and thiocyanate) in saliva. The electrochemical system was designed to detect uric acid and glucose by chronoamperometric measurements in clinically relevant concentrations ranging from 50 to 500 mu mol L- 1 and from 10 to 5000 mu mol L-1,-1 , respectively. Meanwhile, the colorimetric paper-based spot tests were optimized to detect nitrite and thiocyanate in concentrations ranging from 5 to 200 mu mol L- 1 and 0.5 to 2.1 mmol L-1,-1 , respectively, using digital image colorimetry. Our affordable tongue depressor (bio)sensors provide results within 5 min and achieve limits of detection in the mu mol L- 1 range. Importantly, the results provided by our tests when applied to human saliva samples presented excellent concordance with the traditional spectrophotometric method (at a 95 % confidence level), demonstrating the reliability and robustness of our method. In addition, the toxicity and biocompatibility studies of the tongue depressor (bio)sensors were evaluated using 3(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyltetrazolium bromide (MTT), Calcein acetoxymethyl ester (Calcein AM), and Calcein Propidium Iodide Hoechst (Calcein PI) Analysis, confirming the safety use of the test. Therefore, our tongue depressor (bio)sensor facilitates frequent testing of several biomarkers and can contribute to personalized medicine. (AU)

• Processo FAPESP: 22/09892-0 - Investigações dos efeitos terapêuticos e citotóxico de nanopartículas metálicas sub influência de coroas biomoleculares
• Beneficiário: Luana Pereira Cardoso
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Processo FAPESP: 23/03483-4 - Fabricação de biossensores microfluídicos miniaturizados em sistemas wearable utilizando tecnologia de bioimpressão 3D
• Beneficiário: Guida Hellen Mota do Nascimento
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Processo FAPESP: 23/05204-5 - Desenvolvimento de plataformas para entrega de dsRNA visando o controle de insetos na agricultura
• Beneficiário: André Lopes Ferreira
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Processo FAPESP: 23/12589-0 - Fabricação de um arranjo de (bio)sensores eletroquímicos por gravação a laser de CO2 visando o desenvolvimento de dispositivo wearable
• Beneficiário: Lucas Felipe de Lima
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Processo FAPESP: 23/06143-0 - Aspectos moleculares da interação nanopartículas e células: atividade terapêutica, entrega de oligonucleotídeos e nanotoxicidade
• Beneficiário: Marcelo Bispo de Jesus
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Processo FAPESP: 23/00246-1 - Dispositivos miniaturizados visando à produção em larga escala: fabricação, caracterização e aplicações in-situ
• Beneficiário: Mauro Bertotti
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Temático
• Processo FAPESP: 18/08782-1 - Sensores químicos miniaturizados e integrados: novas plataformas de fabricação para aplicações biológicas, clínicas e ambientais
• Beneficiário: Mauro Bertotti
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Temático
• Processo FAPESP: 22/03250-7 - Desenvolvimento de biossensores portáteis e acessíveis para diagnósticos clínicos de infecções bacterianas e virais
• Beneficiário: William Reis de Araujo
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Projeto Inicial