Detecção de anticorpos COVID em 10 segundos

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Los anticuerpos se adhieren a los antígenos en electrodos impresos en 3D que están recubiertos con óxido de grafeno reducido / Fuente: Facultad de Ingeniería CMU

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 – Desenvolvido pelos pesquisadores da Carnegie Mellon University, em colaboração com a University of Pittsburgh e UPMC; os resultados do teste ficam disponíveis entre 10 – 15 segundos e detectam a presença de dois dos anticorpos contra o SARS-CoV-2,

Minapim by Hernan Valenzuela: O teste rápido e eficaz pode ser uma ferramenta chave para controlar a propagação da pandemia. O teste exige uma gota muito pequena de sangue da ponta do dedo (menos de cinco microlitros) para identificar dois anticorpos Covid do vírus: proteína S1 de pico e domínio de ligação ao receptor (RBD). 

O teste pode detectar concentrações de anticorpos em um nível extremamente baixo, um picomolar (0,15 nanogramas por mililitro), por meio de uma reação eletroquímica em um dispositivo microfluídico portátil. 

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O dispositivo tem o tamanho aproximado de uma moeda. Fonte CMU

Os resultados são enviados quase imediatamente para uma interface simples em um smartphone. O dispositivo pode ser limpo (ou seja, regenerado / reutilizavel) em um minuto, usando uma química especial descoberta pelos pesquisadores que permite leituras múltiplas e sucessivas do mesmo dispositivo.

O dispositivo tem o tamanho aproximado de uma moeda.

A tecnologia de manufatura aditiva simples, de impressão 3D em jato de aerossol, é responsável pela eficiência e precisão desse dispositivo de teste. Eletrodos micropilares de ouro minúsculos e baratos são impressos em nanoescala usando gotículas de aerossol que são sinterizadas termicamente. 

Esse processo forma uma superfície áspera e irregular que fornece uma área de superfície aumentada dos micropilares e uma reação eletroquímica aprimorada, onde os anticorpos podem se prender aos antígenos revestidos no eletrodo. A geometria específica permite que os micropilares carreguem mais proteínas para detecção, resultando em resultados rápidos e muito precisos.

A taxa de erro do teste é muito baixa, pois a reação de ligação entre o anticorpo e o antígeno usado no dispositivo é altamente seletiva. 

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Uma interface com um telefone celular fornece os resultados do teste de anticorpos.

“Esta plataforma de detecção também pode ser usada para detectar outras doenças infecciosas, potencialmente afetando o curso de pandemias.” disse Rahul Panat professor associado , MechE

O aparelho, tem baixo custo de produção (dezenas de dólares). E os recursos de fabricação já existem.

Uma interface com um telefone celular fornece os resultados do teste de anticorpos.

“Minha equipe de pesquisa estava trabalhando em sensores impressos em 3D de alto desempenho para detectar dopamina, uma substância química no cérebro, quando percebemos que poderíamos adaptar nosso trabalho para os testes de COVID-19”, disse Rahul Panat , professor associado de engenharia mecânica na Carnegie Mellon, que usa técnicas especializadas de manufatura aditiva para pesquisas que vão desde interfaces cérebro-computador a dispositivos de biomonitoramento. “Mudamos nossa pesquisa para aplicar nossa experiência no combate a esta pandemia devastadora.”

Característica Físico química do dispositivo
Fonte: Faculdade de Engenharia CMU

A pesquisa multidisciplinar, teve a colaboração de  Shou-Jiang Gao, líder do Programa de Virologia do Câncer no UPMC Hillman Cancer Center e professor de microbiologia e genética molecular na Universidade de Pittsburgh. Azahar Ali, pesquisador de pós-doutorado no Laboratório de Manufatura e Materiais Avançados.

A Plataforma de detecção desenvolvida por Panat e seus colaboradores, também pode ser usada para a detecção de outras doenças infecciosas.

Os resultados da pesquisa foram publicados em um artigo na revista Advanced Materials em 22 de dezembro de 2020.

Fonte:  CMU

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