Prueba electroquímica nueva para la COVID-19 usa la mina de un lápiz para dar resultados 100% exactos a partir de muestras de saliva

Una prueba electroquímica nueva que utiliza electrodos hechos de grafito, el mismo material que se encuentra en la mina de un lápiz, puede abordar los desafíos de costo, tiempo y exactitud asociados con las pruebas actuales de COVID-19.

Desarrollada por investigadores de la Universidad de Pensilvania (Filadelfia, PA, EUA), estos electrodos reducen el costo a 1,50 dólares por prueba y solo requieren 6,5 minutos para entregar resultados 100% exactos de muestras de saliva y de hasta 88% de exactitud en muestras nasales. La nueva prueba denominada LEAD (diagnóstico avanzado electroquímico de bajo costo) utiliza el mismo concepto que RAPID (prototipo 1.0 de detección Impedimétrica Portátil Exacta en tiempo real), un kit de prueba COVID-19 que utiliza electrodos serigrafiados, pero con materiales menos costosos. La prueba actual reduce los costos de 4,67 dólares por prueba (RAPID) a 1,50 dólares por prueba (LEAD) con solo cambiar el material de construcción de los electrodos.

Los investigadores explicaron la preparación paso a paso de los electrodos de grafito de LEAD y dieron un ejemplo de la salida de datos que muestra cómo se diagnostica una muestra de saliva o nasal a través de señales electroquímicas. Los electrodos se sumergen primero en una solución de glutaraldehído para permitir que la superficie del electrodo se una a las nanopartículas de oro modificadas que facilitan los enlaces moleculares entre el electrodo y las proteínas del SARS-CoV-2 en la muestra del paciente. A continuación, los electrodos se sumergen en una solución intermedia reactiva que inmoviliza el electrodo de reacciones químicas posteriores. Finalmente, los electrodos se sumergen en albúmina de suero bovino, una proteína que bloquea todos los sitios de reacción restantes en el electrodo, para evitar que se unan a cualquier otra proteína que no sean las proteínas virales de la COVID en la muestra del paciente, lo que da como resultado falsos positivos. La muestra entra en contacto con los electrodos y, si es positiva, la proteína Spike de la COVID-19, SARS-CoV-2, se une al electrodo. Esta unión al electrodo en una muestra positiva inhibe la señal electroquímica que se emite, dando como resultado un pico más débil que una muestra negativa. Los picos se comparan entre una muestra de control negativo y la muestra del paciente para el diagnóstico.

La funcionalización y el diagnóstico de muestras de LEAD toman menos de unas pocas horas y se pueden realizar para una fracción de algunas de las pruebas más económicas del mercado. La eficiencia de costos y tiempo de LEAD puede ayudarlo a convertirse en una de las primeras pruebas electroquímicas de COVID-19 en el mercado, si no la primera, en un futuro cercano y su proceso fundamental de detección de muestras podría mantenerlo en el mercado indefinidamente. Si bien la COVID-19 es la máxima prioridad, las pruebas también pueden detectar otras enfermedades transmisibles, manteniendo esta investigación relevante en el futuro.

“Tanto RAPID como LEAD trabajan con el mismo principio de electroquímica”, dijo el desarrollador de la prueba, César de la Fuente, profesor asistente presidencial de Bioingeniería, Microbiología y Psiquiatría con un puesto secundario en Ingeniería Química y Biomolecular. “Sin embargo, LEAD es más fácil de montar, puede ser utilizada por cualquier persona y los materiales son más baratos y accesibles que los de RAPID. Esto es importante porque usamos un material abundante, grafito, el mismo grafito que se usa en los lápices, para construir el electrodo y hacer que las pruebas sean más accesibles para las comunidades de bajos ingresos”.

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Universidad de Pensilvania