Chip para el análisis de la COVID-19 hecho mediante impresión en 3D de nanopartículas con chorro de aerosol detecta el SARS-CoV-2 en 10-12 segundos

Una plataforma de biosensores avanzada basada en nanomateriales que detecta anticuerpos específicos contra el SARS-CoV-2 en segundos también puede ayudar a cuantificar la respuesta inmunológica del paciente a las nuevas vacunas con precisión.

La nueva plataforma de análisis desarrollada por investigadores de la Universidad Carnegie Mellon (Pittsburgh, PA, EUA), identifica la presencia de dos de los anticuerpos del virus, el primero contra la proteína Spike S1 y el otro contra el dominio de unión al receptor (RBD), en una gota de sangre muy pequeña (aproximadamente cinco microlitros). Las concentraciones de anticuerpos pueden ser extremadamente bajas y aún ser detectadas por debajo de un picomolar (0,15 nanogramos por mililitro). Esta detección ocurre a través de una reacción electroquímica dentro de un dispositivo microfluídico portátil que envía los resultados casi de inmediato a una interfaz simple en un teléfono inteligente.

Una tecnología de fabricación aditiva llamada impresión en 3D por chorro de aerosol es responsable de la eficiencia y exactitud de la plataforma de análisis. Los electrodos micropilares de oro diminutos y económicos se imprimen a nanoescala usando gotas de aerosol que se sinterizan térmicamente juntas. Esto provoca una superficie rugosa e irregular que proporciona un área de superficie aumentada de los micropilares y una reacción electroquímica mejorada, donde los anticuerpos pueden adherirse a los antígenos que recubren el electrodo. La geometría específica permite que los micropilares carguen más proteínas para la detección, lo que da resultados muy exactos y rápidos. La prueba tiene una tasa de error muy baja porque la reacción de unión entre el anticuerpo y el antígeno utilizados en el dispositivo es muy selectiva. Los investigadores pudieron beneficiarse de este diseño natural.

“Utilizamos los últimos avances en materiales y fabricación, como la impresión 3D de nanopartículas para crear un dispositivo que detecta rápidamente los anticuerpos contra la COVID-19”, dijo Rahul Panat, profesor asociado de ingeniería mecánica en Carnegie Mellon, quien utiliza técnicas especializadas de fabricación aditiva para investigaciones que van desde interfaces cerebro-computadora hasta dispositivos de biomonitoreo. “Debido a que nuestra técnica puede cuantificar la respuesta inmune a la vacunación, es muy relevante en el entorno actual”.

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Universidad Carnegie Mellon