Los desafíos planteados por la pandemia de COVID-19 han estimulado la innovación en varios frentes. Uno es el desarrollo de métodos de diagnóstico clínico de bajo coste. Los genosensores son un buen ejemplo. Basados en ácidos nucleicos que detectan secuencias simples de ADN o ARN complementarias, los genosensores son biosensores que permiten realizar pruebas masivas para pruebas inmediatas y sensibles de material genético.
Un dispositivo de este tipo, que ya ha demostrado su eficacia en la detección del SARS-CoV-2, acaba de ser producido en Brasil por un equipo multidisciplinar de investigadores afiliados a diversas instituciones y dirigido por el físico Osvaldo Novais de Oliveira Junior, profesor del Instituto de Física São Carlos de São Paulo (IFSC-USP).
El resultado del análisis puede estar listo en 30 minutos, por un coste a escala de laboratorio de menos de un dólar estadounidense por genosensor
El resultado del análisis puede estar listo en 30 minutos, por un coste a escala de laboratorio de menos de un dólar estadounidense por genosensor. Los componentes del analizador de impedancia, una parte duradera del dispositivo, cuestan menos de 200 USD. El dispositivo ya existe a escala de laboratorio y la tecnología se puede transferir a cualquier empresa que tenga los medios para producirlo en masa.
“Nuestro genosensor puede inmovilizar una simple tira de ADN utilizada como sonda de captura. En condiciones apropiadas, la tira inmovilizada se une a una tira de ADN complementaria contenida en la muestra líquida a analizar. Este proceso, llamado hibridación, demuestra la presencia de SARS-CoV-2 en la muestra, que puede ser saliva u otro fluido corporal", explica la química Juliana Coatrini Soares. Soares es el primer autor de un artículo que describe la investigación publicada en Materials Chemistry Frontiers
El dispositivo consta de una monocapa autoensamblada de ácido 11-mercaptoundecanoico (11-MUA) unida químicamente a electrodos de vidrio que contienen conductores de oro micrométricos o superficies que contienen nanopartículas de oro. Este entorno es capaz de inmovilizar la tira simple de ADN o ARN utilizada como sonda de captura.
El dispositivo consta de una monocapa autoensamblada de ácido 11-mercaptoundecanoico (11-MUA) unida químicamente a electrodos de vidrio que contienen conductores de oro micrométricos o superficies que contienen nanopartículas de oro
La hibridación con la tira complementaria, si existe en la muestra, se muestra mediante variaciones en los parámetros físicos detectados por espectroscopia de impedancia eléctrica o electroquímica y resonancia de plasmón superficial localizado.
“Después de la hibridación, hay un aumento en la resistencia eléctrica en la superficie del sensor, que puede ser monitoreada por un analizador de impedancia de bajo coste que cuesta alrededor de 100 USD, y desarrollado en nuestro laboratorio por el ingeniero Lorenzo Buscaglia, miembro del grupo. Otro efecto de la hibridación entre la secuencia de captura y la secuencia complementaria del SARS-CoV-2 es un cambio en el pico de absorbancia en el espectro transmitido, que puede ser monitoreado por medio de resonancia de plasmón superficial localizado usando un espectrofotómetro", añade el químico Paulo Augusto Raymundo-Pereira, investigadora del IFSC-USP que participó en la investigación.