Desenvolvimento de sensor biomimético de polipirrol baseado em tecnologia de impressão química e pré-concentração controlada eletroquimicamente visando a determinação de SARS-CoV-2 em amostra de saliva
Data
2024-12-19
Autores
Ferreira, Milena do Prado
Título da Revista
ISSN da Revista
Título de Volume
Editor
Resumo
Dados os desafios inerentes aos métodos usualmente utilizados no diagnóstico da COVID-19, como a reação em cadeia da polimerase com transcrição reversa (RTPCR – técnica padrão ouro), a utilização do diagnóstico eletroquímico é uma forma oportuna de superar os inconvenientes relacionados ao longo tempo de resposta, à necessidade de profissionais qualificados e equipamentos caros. Sensores eletroquímicos baseados em Polímero Molecularmente Impresso (MIP) apresentam benefícios como simplicidade operacional, detecção no local, economia, menor quantidade de amostra, tempos de resposta mais rápidos e seletividade pronunciada. Portanto, neste trabalho foi desenvolvido uma nova abordagem para projetar um sensor eletroquímico altamente sensível e seletivo para a detecção da proteína spike SARS-CoV-2 (proteína S) em saliva. O sensor foi fabricado com base em polipirrol (PPy) eletropolimerizado com impressão molecular (MIP/PPy) em um eletrodo impresso de carbono (SPCE). Os parâmetros associados a síntese eletroquímica, como número de ciclos e as concentrações de monômero (Py) e molde (proteína S), foram otimizados para obter a melhor resposta eletroanalítica para proteína S. Como controle, polímeros não-impressos (NIP/PPy) foram sintetizados da mesma forma, na ausência da molécula molde. Todas as etapas de otimização foram monitoradas por voltametria cíclica (CV) e espectrometria de impedância eletroquímica (EIS) usando [Fe(CN)6]3−/4− como sonda redox. A morfologia dos sensores MIP/PPy e NIP/PPy foi avaliada por MEV e AFM. Inicialmente, a superfície do SPCE foi ativada com 0,1 mol L−1 H2SO4 utilizando 15 ciclos voltamétricos para aumentar a condutividade e remover possíveis contaminantes. Como esperado, a ativação foi confirmada pela redução na resistência à transferência eletrônica e pelo aumento no sinal da CV. Após a ativação, as melhores condições obtidas após a otimização da eletrossíntese foram definidas como: pirrol a 0,3 mol L−1, proteína S a 40 μg mL−1 e 4 ciclos. A seletividade do MIP/PPy em comparação ao NIP/PPy foi avaliada pela religação da proteína S (pH 7,3) na concentração de 10 ng mL−1 por ~40 min, seguido do monitoramento da sonda redox. Uma diminuição substancial na corrente de pico anódica da sonda foi observada ao usar o MIP/PPy. A detectabilidade do sensor foi ainda melhorada pela pré-concentração de proteína S controlada eletroquimicamente a 0,6 V durante 1,0 min no processo de religação, enquanto a seletividade do sensor foi mantida. Sob esta condição, foi observada uma melhoria notável na detectabilidade exibindo um limite de detecção baixo de 6,8 fg mL−1 e uma curva analítica na faixa de 25,0–125,0 fg mL−1 (R2=0,996). A repetibilidade avaliada em 10 sensores foi satisfatória com um desvio padrão relativo (RSD) de 2,8. Após a preparação do sensor, ele pode ser armazenado por até 14 dias sob refrigeração (4˚C), mantendo uma eficiência na resposta de 85%. O MIP/PPy exibiu seletividade em relação à proteína S em comparação com antitripsina, albumina sérica humana (HAS), transferrina, HIgG e lisozima. Por fim, o sensor foi aplicado para detectar o vírus SARS-CoV-2 por meio da proteína S em três amostras de saliva de pacientes infectados e validadas por RT-PCR. Além disso, a recuperação obtida, de 91 a 103%, em amostras negativas com proteína S atestou a análise livre de interferência
Descrição
Palavras-chave
COVID-19, glicoproteína spike, pandemia, coronavírus, sensor MIP, Química analítica, Coronavírus, Sensores eletroquímicos, Polímeros molecularmente impressos, Proteínas, Monômeros