El estallido de la pandemia de COVID en 2020 ha demostrado una vez más lo importantes que son los métodos de detección rápidos y fiables para iniciar medidas eficaces para combatir una pandemia. Los científicos de la Cátedra de Ciencia de Materiales y Nanotecnología de la TU Dresden (TUD) han logrado avances considerables en el desarrollo de soluciones altamente innovadoras para la detección de patógenos virales en dos estudios que presentaron recientemente.
Los resultados de su trabajo se han publicado ahora en las revistas ACS Applied Materials &Interfaces. e Interfaces de materiales avanzados .
Los sensores nanoelectrónicos personalizados, potentes y adaptables representan un enfoque prometedor para luchar contra las pandemias actuales y futuras. Estos sensores no sólo permiten el diagnóstico convencional en caso de sospecha de brotes, sino también un seguimiento continuo del aire ambiente en autobuses, trenes, escuelas o centros sanitarios. Esto significa que se pueden tomar medidas apropiadas e inmediatas tan pronto como aparecen los virus.
Desde 2020, los científicos de Dresde trabajan intensamente en el desarrollo de sensores miniaturizados para la detección precisa y eficaz de los antígenos del SARS-CoV-2. Además del equipo TUD dirigido por el Prof. Gianaurelio Cuniberti y el Dr. Bergoi Ibarlucea, también participarán científicos del Laboratorio Europeo de Biología Molecular (EMBL) en Hamburgo, el Instituto Leibniz de Investigación de Polímeros (IPF) de Dresde y la Universidad de Ciencia y Tecnología de Pohang ( POSTECH) en Corea también participaron en los dos estudios.
El primer estudio, publicado en la revista ACS Applied Materials &Interfaces , describe un enfoque innovador que aumenta significativamente la precisión y la velocidad de la detección del antígeno del SARS-CoV-2. Implica insertar nanocuerpos sintéticos, conocidos como sybodies, en biosensores como receptores.
"Los sybodies representan una alternativa rápida, sostenible y éticamente sólida que, a diferencia de los anticuerpos convencionales, se desarrolla y fabrica utilizando métodos no animales", afirmó el Prof. Gianaurelio Cuniberti, quien coordinó ambos estudios con el Dr. Bergoi Ibarlucea.
"Otra ventaja clave del uso de sybodies es su tamaño más pequeño en comparación con los anticuerpos, por lo que los procesos de reconocimiento biológico pueden tener lugar mucho más cerca de la superficie del sensor, lo que aumenta la intensidad de la señal y hace que los sensores sean mucho más rápidos y sensibles", añade. Las pruebas iniciales se han realizado con éxito con transistores de efecto de campo basados en nanocables de silicio modificados con cuerpos, lo que demuestra el gran potencial de aplicación de este enfoque.
En el segundo artículo, publicado en la revista Advanced Materials Interfaces El equipo investigó el aumento de la sensibilidad de los sensores cuando operan en fluidos biológicos. Estas muestras tienen una composición molecular compleja, lo que limita gravemente el rango de detección del sensor.
Para resolver este problema, los científicos desarrollaron una modificación especial de la superficie con un hidrogel basado en el polímero dieléctrico polietilenglicol. Esto permite tomar mediciones directamente en la saliva y otras muestras de los pacientes, y elimina la necesidad de pasos de preparación de muestras costosos y que consumen mucho tiempo.
Más información: Chi Zhang et al, Sybodies como nuevos biorreceptores para la detección basada en transistores de efecto de campo de antígenos del SARS-CoV-2, Interfaces y materiales aplicados al ACS (2023). DOI:10.1021/acsami.3c06073
Alexandra Parichenko et al, Nanotransistores de silicio activados por hidrogel para la detección del antígeno del SARS-CoV-2 en fuerza iónica fisiológica, Interfaces de materiales avanzados (2023). DOI:10.1002/admi.202300391
Información de la revista: Interfaces y materiales aplicados de ACS
Proporcionado por la Universidad Tecnológica de Dresde
