Nano(bio)sensor impedimétrico para la cuantificación de una secuencia de ADN copia del ARN viral del SARS-CoV-2 basado en el uso nanotubos de carbono de pared múltiple funcionalizados con avidina

TAMBORELLI A.; LÓPEZ MUJICA M.; CASTELLARO A.; BARCUDI D.; BOCCO J.L.; DALMASSO P.; RIVAS G.

Corrientes

Congreso; XI Congreso Argentino de Química Analítica; 2021

Asociación Argentina de Químicos Analíticos

El SARS-CoV-2 ha sido responsable de una de las pandemias más severas que ha asolado la humanidad, con sistemas médicos colapsados y miles de muertes diarias a nivel mundial. La técnica de la reacción en cadena de la polimerasa en tiempo real (rtPCR) es la técnica de referencia. Sin embargo, teniendo en cuenta los costos, el tiempo que demanda y el requerimiento de personal especializado, la comunidad científica tiene el gran reto de desarrollar metodologías alternativas para la detección del SARS-CoV-2. En ese sentido, los biosensores en general, y los electroquímicos en particular, han demostrado ser muy eficientes en la cuantificación de diversos analitos de interés biomédico.En este trabajo se desarrolló un nano(bio)sensor impedimétrico para la cuantificación de una secuencia de ADN copia del ARN del SARS-CoV-2, basado en una plataforma de nanotubos de carbonos de pared múltiple (MWCNTs) funcionalizados con avidina (Av) (MWCNTs-Av) como soporte del elemento de biorreconocimiento. La capa biosensora fue obtenida por simple agitación de la dispersión de MWCNTs-Av con la sonda de ADN biotiinilado (bDNAp), de un modo análogo a las nanopartículas magnéticas (MWCNTs-Av-bDNAp). El biosensor se obtuvo mediante la deposición de MWCNTs- Av-bDNAp sobre electrodos de carbono vítreo (GCE) y posterior evaporación del solvente (GCE/MWCNTs-Av-bDNAp). La hibridación se realizó a temperatura ambiente en solución de buffer fosfato 0,050 M pH 7,40 + NaCl 0,500 M, luego de bloquear GCE/MWCNTs-Av-bDNAp con albúmina de suero bovino (BSA) para evitar adsorciones inespecíficas. La cuantificación se llevó a cabo mediante espectroscopía de impedancia electroquímica (EIS), a partir de los cambios en la resistencia a la transferencia de carga (RCT) de [Fe(CN)6]3+/2+. El nano(bio)sensor desarrollado resultó ser analíticamente competitivo, con un intervalo lineal de 1,0 x 10-18 M hasta 1,0 x 10-11 M, una sensibilidad de (5,8 ± 0,6) x 102 Ω M-1 (r2 = 0,994), un límite de detección de 0,33 aM y un límite de cuantificación de 1,0 aM. No se observó interferencia en presencia de elevadas concentraciones de una secuencia scrambled. La reproducibilidad para dos concentraciones de target, 1,0 x 10-15 M y 1,0 x 10-17 M empleando una misma plataforma de MWCNTs-Av-bDNAp, fue 5,4 % (n = 8) y 8,2 % (n = 8), respectivamente.A modo de “prueba de concepto”, se realizó la determinación de una muestra de ADN copia del ARN de SARS-CoV-2 obtenida por PCR asimétrica empleándose diferentes diluciones: 1/1010, 1/108, 1/106, y 1/104, obteniéndose, en todos los casos, una respuesta positiva. El genosensor propuesto dejó en evidencia la importancia de MWCNTs-Av como plataforma multi-funcional, en este caso a través de la funcionalización racional de los MWCNTs con Av para el anclaje específico del target. El genosensor propuesto es innovativo y original y permite la cuantificación del ADN copia del ARN del SARS-CoV-2 a niveles aM sin esquema alguno de amplificación, a través de la medición directa de los cambios en la transferencia de carga del indicador rédox. Los resultados obtenidos revelan la gran potencialidad del genosensor desarrollado, dejando las puertas abiertas a futuros desarrollos dirigidos, por ejemplo, a la cuantificación del RNA de SARS-CoV-2 mediante la asociación de rtPCR y el genosensor empleando un número de ciclos considerablemente menor.