Um novo biossensor detecta anticorpos COVID-19 em 10 a 12 segundos

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Um novo biossensor detecta anticorpos COVID-19 em 10 a
12 segundos
A plataforma de testes identifica a presença de dois anticorpos em amostras de microlitros de sangue.
Pesquisadores da Universidade Carnegie Mellon relatam descobertas sobre uma plataforma avançada
de biosensação baseada em nanomaterial que detecta, em segundos, anticorpos específicos para o
SARS-CoV-2, o vírus responsável pela pandemia de COVID-19. Além dos testes, a plataforma ajudará a
quantificar a resposta imunológica do paciente às novas vacinas com precisão.
Os resultados foram publicados esta semana na revista Advanced Materials. Os colaboradores da
Carnegie Mellon incluíram a Universidade de Pittsburgh (Pitt) e a UPMC.
A plataforma de testes identifica anticorpos para o domínio de ligação à proteína S1 e ao receptor
(RBD), em uma gota muito pequena de sangue (cerca de 5 microlitros). As concentrações de anticorpos
podem ser extremamente baixas e ainda detectadas abaixo de um picomolar (0,15 nanogramas por
mililitro). Essa detecção acontece por meio de uma reação eletroquímica dentro de um dispositivo
microfluídico portátil que envia resultados quase que imediatamente para uma interface simples em um
telefone inteligente.
“Nós utilizamos os últimos avanços em materiais e fabricação, como impressão 3D de nanopartículas,
para criar um dispositivo que detecta rapidamente anticorpos COVID-19”, disse Rahul Panat, professor
associado de engenharia mecânica da Carnegie Mellon, que usa técnicas especializadas de fabricação
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aditiva para pesquisa que vão desde interfaces cérebro-computador até dispositivos de
biomonitorização.
Uma tecnologia de fabricação aditiva chamada impressão 3D a jato de aerossol é responsável pela
eficiência e precisão da plataforma de testes. Elétrodos de micropilar de ouro minúsculos e baratos são
impressos em nanoescala usando gotículas de aerossol que são termicamente sinterizadas juntas. Isso
causa uma superfície irregular e áspera que fornece o aumento da área superficial dos micropilares e
uma reação eletroquímica aprimorada, onde os anticorpos podem se agarrar a antígenos revestidos no
eletrodo. A geometria específica permite que os micropilares carreguem mais proteínas para detecção,
resultando em resultados muito precisos e rápidos.
O teste tem uma taxa de erro muito baixa porque a reação de ligação entre o anticorpo e o antígeno
usado no dispositivo é altamente seletiva. Os pesquisadores foram capazes de explorar este design
natural a seu favor.
Os resultados vêm em um momento urgente durante a pandemia de COVID-19. “Como nossa técnica
pode quantificar a resposta imune à vacinação, é muito relevante no ambiente atual”, disse Panat.
A Panat colaborou com Shou-Jiang Gao, líder do programa de virologia do câncer do Hillman Cancer
Center da UPMC e professor de microbiologia e genética molecular da Universidade de Pittsburgh.
Azahar Ali, pesquisador do Laboratório Avançado de Manufatura e Materiais da Panat, foi o principal
autor do estudo.
O diagnóstico rápido para o tratamento e prevenção de doenças transmissíveis é um problema de saúde
pública que vai além da atual pandemia de COVID-19. Como a plataforma de detecção proposta é
genérica, ela pode ser usada para a rápida detecção de biomarcadores para outros agentes infecciosos,
como Ebola, HIV e Zika. Um teste tão rápido e eficaz pode ser um divisor de águas para controlar a
propagação de doenças.
Referência: detecção de anticorpos COVID-19 em segundos via aerossol nanoimpresso reduziu os
eletrodos tridimensionais revestidos de óxido de grafeno, Materiais Avançados (2020). DOI:
10.1002/adma.202006647
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https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202006647
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202006647