Detección de anticuerpos COVID en 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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 – Desarrollado por investigadores de la Universidad Carnegie Mellon, en colaboración con la Universidad de Pittsburgh y UPMC; los resultados de la prueba están disponibles entre 10 y 15 segundos y detectan la presencia de dos de los anticuerpos contra el SARS-CoV-2,

Minapim por Hernan Valenzuela: Las pruebas rápidas y efectivas pueden ser una herramienta clave para controlar la propagación de la pandemia. La prueba requiere una gota muy pequeña de sangre de la yema del dedo (menos de cinco microlitros) para identificar dos anticuerpos Covid contra el virus: el pico de proteína S1 y el dominio de unión al receptor (RBD).

La prueba puede detectar concentraciones de anticuerpos a un nivel extremadamente bajo, un picomolar (0,15 nanogramos por mililitro), mediante una reacción electroquímica en un dispositivo microfluídico portátil.

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El dispositivo tiene aproximadamente el tamaño de una moneda. Fuente CMU

Los resultados se envían casi de inmediato a una interfaz simple en un teléfono inteligente. El dispositivo se puede limpiar (es decir, regenerar / reutilizar) en un minuto, utilizando una química especial descubierta por los investigadores que permite lecturas múltiples y sucesivas del mismo dispositivo.

La tecnología de fabricación aditiva simple, la impresión por chorro de aerosol 3D, es responsable de la eficiencia y precisión de este dispositivo de prueba. Se imprimen electrodos micropilares de oro diminutos y económicos a nanoescala utilizando gotas de aerosol que se sinterizan térmicamente.

Este proceso forma una superficie rugosa e irregular que proporciona un área de superficie aumentada de los micropilares y una reacción electroquímica mejorada, donde los anticuerpos pueden unirse a los antígenos recubiertos en el electrodo. La geometría específica permite que los micropilones transporten más proteínas para la detección, lo que da como resultado resultados rápidos y muy precisos.

La tasa de error de la prueba es muy baja, ya que la reacción de unión entre el anticuerpo y el antígeno utilizado en el dispositivo es muy selectiva.

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Una interfaz con un teléfono celular proporciona los resultados de la prueba de anticuerpos.

«Esta plataforma de detección también se puede utilizar para detectar otras enfermedades infecciosas que puedan afectar el curso de las pandemias». dijo Rahul Panat, profesor asociado, MechE

El dispositivo tiene un costo de producción bajo (decenas de dólares). Y las capacidades de fabricación ya existen.

«Mi equipo de investigación estaba trabajando en sensores impresos en 3D de alto rendimiento para detectar la dopamina, una sustancia química en el cerebro, cuando nos dimos cuenta de que podíamos adaptar nuestro trabajo para las pruebas COVID-19», dijo Rahul Panat, profesor asociado de ingeniería mecánica. en Carnegie Mellon, que utiliza técnicas especializadas de fabricación aditiva para investigaciones que van desde interfaces cerebro-computadora hasta dispositivos de biomonitoreo. «Cambiamos nuestra investigación para aplicar nuestra experiencia en la lucha contra esta devastadora pandemia».

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Característica físico-química del dispositivo Fuente: Facultad de Ingeniería CMU

La investigación multidisciplinaria fue apoyada por Shou-Jiang Gao, líder del Programa de Virología del Cáncer en el Centro de Cáncer UPMC Hillman y profesor de microbiología y genética molecular en la Universidad de Pittsburgh. Azahar Ali, investigador postdoctoral en el Laboratorio de Materiales y Fabricación Avanzados.

La plataforma de detección desarrollada por Panat y sus colaboradores, también se puede utilizar para la detección de otras enfermedades infecciosas.  Los resultados de la investigación se publicaron en un artículo de la revista Advanced Materials el 22 de diciembre de 2020.

Fuente: CMU

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