Biosensores impedimétricos para la cuantificación de miRNA-21 basados en el uso de nanomateriales de carbono funcionalizados

MICHAEL LÓPEZ MUJICA; FABIANA GUTIÉRREZ; FETHI BÉDIOUI; YUANYUAN ZHANG; MATHIEU LEZERGES; SOPHIE GRIVEAU; GUSTAVO RIVAS

Congreso; X Congreso Argentino de Química Analítica; 2019

Actualmente, hay un creciente interés en la detección temprana de biomarcadores asociados a diversas enfermedades, con especial énfasis en cáncer, para lograr un diagnóstico precoz y un seguimiento exitoso de las mismas. La necesidad de una eficiente cuantificación de biomarcadores requiere el diseño de plataformas biosensoras altamente sensibles, reproducibles, robustas, miniaturizables, portables y capaces de cuantificar de forma rápida, selectiva y simultánea diversos analitos. En este sentido, los biosensores electroquímicos, representan una interesante alternativa debido a sus múltiples ventajas ya que combinan la selectividad del reconocimiento bioquímico con la alta sensibilidad inherente a la transducción electroquímica, sumado a su relativo bajo costo, operación amigable, miniaturización y portabilidad.En este trabajo se presenta el desarrollo de dos plataformas genosensoras para la detección impedimétrica de miRNA-21, un biomarcador asociado a diversos tipos de cáncer. Dichas plataformas se basan en: I) el uso de electrodos de carbono vítreo (GCE) modificados por deposición de nanotubos de carbono de pared múltiple (MWCNT) funcionalizados no covalentemente con avidina (GCE/MWCNT-Av) y II) electrodos de oro modificados con ácido 3-mercaptopropan-sulfónico (MPS), seguido del autoensamblado de óxido de grafeno reducido químicamente modificado con quitosano. La secuencia de ADN usada como secuencia sensora (-5?-TCA-ACA-TCA-GTC-TGA-TAA-GCT-A-3?) se inmovilizó ya sea por anclaje del sitio específico sobre los residuos avidina que soportan los MWCNT (I) o mediante enlace covalente con los residuos amino del CHIT-RGO en presencia de glutaraldehído en caso de estar aminada (II). Se evaluaron los tiempos de interacción y concentración de la secuencia sensora, obteniéndose las condiciones óptimas (I) 20 ppm de biot-ADN duarnte 45 min de interacción y (II) 50 ppm y 30 min respectivamente. Una vez inmovilizada la secuencia sensora, se bloquearon los sitios reactivos con etanolamina. Luego de la hibridación durante 30 min (I) y 75 min (II), se realizó la transducción mediante espectroscopía de impedancia electroquímica (EIS) a través de los cambios en la resistencia de transferencia de carga de quinona/hidroquinona usadas como indicador rédox (potencial de trabajo: 0,05 V, amplitud: 10 mV, rango de frecuencia: 105 - 10-1 Hz).Ambas metodologías permitieron una cuantificación sensible y selectiva de miRNA-21 a niveles de pM, abriendo la posibilidad del uso de estos nano(bio)sensores para la temprana detección de diversos tipos de cáncer.