El inmunoensayo SARS-CoV-2 muestra las ventajas del diseño de nanocuerpos

El inmunoensayo SARS-CoV-2 muestra las ventajas del diseño de nanocuerpos


La detección temprana del virus SARS-CoV-2 (COVID-19) es crucial para detener la propagación de esta enfermedad contagiosa. Los métodos de diagnóstico actuales para COVID-19 son costosos y difíciles de usar. Por lo tanto, existe la necesidad de un método de detección rápido, eficiente y fácil de usar.

Práctico inmunoensayo de SARS-CoV-2 demuestra las ventajas del diseño de nanocuerpos​​​​​​

​​​​​​Estudio: Inmunoensayo fotoelectroquímico sin etiquetas basado en nanocuerpos para la detección altamente sensible de la proteína espiga del SARS-CoV-2. Crédito de la foto: Gorodenkoff/Shutterstock.com

En un artículo reciente publicado en Analytica Chimica Acta, los autores fabricaron un sensor inmunológico fotoelectroquímico (PEC) libre de etiquetas basado en nanocuerpos rápido y eficiente para detectar la proteína de pico (SP) del síndrome respiratorio agudo severo coronavirus tipo 2 (SARS-CoV- 2) probar.

Métodos de diagnóstico de COVID-19

El COVID-19 causado por el virus SARS-CoV-2 tiene una estructura envuelta con ácido ribonucleico monocatenario (ss-RNA) como material genético. Las pruebas que se utilizan actualmente para detectar la COVID-19, como la reacción en cadena de la polimerasa con transcripción inversa (RT-PCR) y las tomografías computarizadas (TC), son costosas y requieren mucho tiempo, mientras que el inmunoensayo es un método simple y económico. En pacientes con COVID-19, la enzima convertidora de angiotensina 2 (ACE2) altamente expresada se une al SP en la cubierta del SARS-CoV-2 y causa infección.

El inmunoensayo es un método bioquímico para la determinación cualitativa y cuantitativa de biomarcadores específicos de la reacción inmune antígeno-anticuerpo. Sin embargo, en el método de inmunoensayo sin etiquetas, los resultados se rigen por el efecto de impedimento estérico causado por la reacción inmune antígeno-anticuerpo, que dificulta la difusión de carga fotoinducida a la matriz conductora, reduciendo así la corriente fotoeléctrica. El inmunosensor PEC es altamente sensible, rápido y selectivo en la detección de COVID-19.

El niobio (Nb) puede acoplarse con un inmunosensor PEC de mayor densidad y lograr una mejor relación señal-ruido que un anticuerpo tradicional. Este acoplamiento reduce el límite de detección (LOD) y aumenta la sensibilidad para la realización del antígeno.

Nuevo inmunoensayo PEC para el diagnóstico de COVID-19

En el presente estudio, los autores prepararon un inmunoensayo de PEC no marcado basado en Nb para la detección de SARS-CoV-2 SP. El nanocuerpo se inmovilizó basándose en la ventaja del efecto de resonancia de plasma superficial (SPR) de las nanopartículas de oro (Au) y el excelente rendimiento fotoeléctrico del óxido de titanio depositado en Au ([email protected]2). Este nanocuerpo anclado a Nb por conjugados produce el Nb/[email protected]2 nanoplataforma. Los autores han logrado el objetivo de mejorar la sensibilidad de SP mediante el inmunoensayo PEC basado en Nb. La plataforma de inmunoensayo fabricada podría detectar el virus incluso en concentraciones de 0,015 a 15000 picogramos por mililitro.

Inmunoensayo de PEC basado en Nb

Los estudios de difracción de rayos X (XRD) mostraron la fase anatasa de TiO2. Los picos espectrales XRD de [email protected]2 mostró que la deposición de Au no afectó al TiO2 comportamiento de fase. Además, los picos a 38,2, 44,4, 64,6 y 77,6 grados confirmaron la deposición exitosa de Au sobre TiO2 pelotas. Imágenes de micrografía electrónica de barrido (SEM) de [email protected]2 reveló esferas de diferentes tamaños y nanopartículas apiladas, y la espectroscopia de reflectancia difusa (DRS) mostró una fuerte absorción de [email protected]2 en un corrimiento al rojo de unos 18 nanómetros.

Deposición de Au sobre TiO2 mejorado el uso de la energía solar. Las mediciones de PEC muestran que la presencia de Au restringe la recombinación de los portadores de carga del volumen y la superficie de TiO2.

[email protected]2 ayudó a mejorar el rendimiento de PEC, predicho en función de la caracterización de DRS y las mediciones de PEC, y por lo tanto puede usarse para construir un inmunosensor de PEC sin etiqueta. Basado en Nb de SP como sitio de reconocimiento, se inmovilizó Nb en él [email protected]2 Electrodo que forma conjugados Nb-Au.

La construcción del inmunoensayo PEC basado en Nb utilizado [email protected]2 Nanomaterial como base y Nb como sitio de reconocimiento para la detección de SP de alta sensibilidad. La reacción inmune entre SP y Nb se basa en el efecto de impedimento estérico.

El rendimiento analítico de [email protected]2Se predijo el inmunoensayo PEC basado en su sensibilidad a SP mediante la realización de experimentos de optimización. Los resultados mostraron que la respuesta de la fotocorriente no estaba correlacionada [email protected]2 Dispersión. Sin embargo, con el aumento de la concentración de la suspensión, SP/albúmina de suero bovino (BSA)/Nb/[email protected]2/El óxido de indio y estaño (ITO) mostró un aumento gradual en la fotocorriente. Además, una concentración de suspensión demasiado alta mostró una tendencia decreciente de la corriente fotoeléctrica debido a la recombinación de [email protected]2 nanomaterial.

Consecución de una detección sensible del SARS-CoV-2-SP mediante [email protected]2El inmunosensor PEC sin etiquetas basado en etiquetas involucró tres pasos: primero, la introducción de Au y su efecto SPR aumentó la eficiencia de transferencia de electrones fotoinducida, lo que resultó en una eficiencia de conversión fotoeléctrica superior de la nanoplataforma. En segundo lugar, el enlace disulfuro entre Nb y Au facilitó la inmovilización de conjugados de nanopartículas de Nb-Au. En tercer lugar, Nb tiene una gran afinidad por SP, lo que desencadena una respuesta inmunitaria que conduce a la formación de complejos inmunitarios en la interfaz del sensor.

Conclusión

En este estudio, un inmunoensayo de PEC sin etiqueta usando el Nb/[email protected]2 Nanomaterial para identificar SARS-CoV-2 SP.

Deposición de Au sobre TiO2 llevó a [email protected]2 Nanomaterial con propiedades mejoradas en las que el efecto SPR de Au mejora la transferencia de electrones fotoinducida y la captación de luz visible, lo que da como resultado una señal fotoeléctrica mejorada que el TiO puro2. Este inmunosensor basado en nanocuerpos allana un nuevo camino para un inmunoensayo PEC simple y rápido para el diagnóstico de COVID-19.

referencia

Chen Y, Duan W, Xu L, Li G, Wan Y, Li H (2022) Inmunoensayo fotoelectroquímico sin etiquetas basado en nanocuerpos para la detección altamente sensible de la proteína espiga del SARS-CoV-2. Analítica Química Acta https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0003267022004755

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