IN SITU NANOCOATING ON PYROLYZED PAPER: A PIONEERING STRATEGY TO PROVIDE SENSITIVE ELECTROCHEMICAL ASSAYS IN BIOLOGICAL FLUIDS

  • Autor
  • Ítalo R. S. Bezerra
  • Co-autores
  • Caroline Y. N. Nicoliche , Aline M. Pascon , Ana C. H. Castro-Kochi , Gabriel R. Martos , Jefferson Bettini , Wendel A. Alves , Murilo Santhiago , Renato S. Lima
  • Resumo
  •  

    The analytical performance of electrochemical biosensors is significantly reduced when subjected to complex biological media (such as plasma and serum), which is due to the non-specific adsorption of biomolecules, especially proteins. Therefore, numerous studies in the literature report the use of semipermeable layers (e.g., polyethylene glycol)1 to avoid this biopassivation on the surface of the electrodes. Although these strategies have been promising as anti-biofouling (a-BF) strategies, these semipermeable layers are mostly detrimental to the sensitivity of the devices as they act as high impedance layers that inhibit redox reactions on the electrode, decreasing the electrochemical signal. In addition, these layers may have low durability, reproducibility, and scalability.2,3 To solve this problem, our research group studied the use of pyrolyzed graphitic paper (PGP) in combination with the addition of a neutral surfactant, polysorbate 20, commercially known as Tween® 20 (T20). Such an off-the-shelf polysorbate provides the in-situ formation of a hydrophilic nanocoating on the electrode (2 nm according to transmission electron microscopy assays) that prevents biopassivation while providing the gradual capillarity-assisted penetration of the sample through the paper pores. These cooperative effects lead to a gradual increase in the electrochemical responses. While state-of-the-art a-BP strategies compromise sensitivity, our approach leads to peak currents that are up to 12.5 times greater than the original faradaic currents after 1-h exposure to unprocessed human plasma. The nanointerface was strictly characterized using a set of microscopic and spectroscopic techniques. Further, the clinical performance of the device was successfully challenged in clinically important samples, i.e., sera from healthy individuals and patients infected with the Coronavirus disease 2019 (COVID-19), for screening purposes. For these assays, we adapted the approach to develop an electrochemical impedance spectroscopy-based affinity immunosensor by anchoring the Spike (S) protein on gold nanoparticles (AuNPs). S protein was used as bioreceptor for selectively targeting SARS-CoV-2 virus antibodies. The serum samples could be distinguished from each other with 100% accuracy. Such results were recently published in the literature.4 The scalability and simplicity of the platform combined with its unique ability to operate in biofluids with an enhanced sensibility may help to pave the way for a new generation of electrochemical biosensors capable of translating field-deployable analyses and mass screening into the real world. This multidisciplinary work originated from a collaboration among research groups with expertise in distinct science areas, including electrochemistry, nanomaterials, microfabrication, and microscopy.

  • Palavras-chave
  • biosensor, complex sample, SARS-CoV-2, COVID-19, point of care
  • Modalidade
  • Pôster
  • Área Temática
  • Materias Funcionais Avançados
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Bem-vindo(a) aos Anais do VII NanoMat, evento organizado pela Pós-graduação em Nanociências e Materiais Avançados da Universidade Federal do ABC (UFABC) com o intuito de reunir e debater trabalhos desenvolvidos por alunos e pós-doutorandos em Materiais e áreas afins.

13/12/2022

(11:00 às 16:15)

Título Hora
212-0
268871 Atividade antiviral de materiais preparados a partir de nanocelulose oxidada: Interação supramolecular da arginina com nanofibras de celulose oxidada
Apresentador: Rafael Giovanini de Lima
Área Temática: Nanociências & Nanotecnologia
Modalidade de apresentação: Comunicação oral
11:00
270876 Manufacturing of Ti - NbC composites by Equal Channel Angular Pressing (ECAP)
Apresentador: William de Paula Santos
Área Temática: Materias Funcionais Avançados
Modalidade de apresentação: Comunicação oral
11:15
270398 Investigation of new amphiphilic peptides sequence for pesticides biosensors development
Apresentador: Barbara Bianca Gerbelli
Área Temática: Nanociências & Nanotecnologia
Modalidade de apresentação: Comunicação oral
11:30
270384 Local Magnetism in a Bidimensional Hybrid Ruddlesden–Popper Perovskite through Charge Redistribution
Apresentador: Aryane Tofanello
Área Temática: Materias Funcionais Avançados
Modalidade de apresentação: Comunicação oral
11:45
270418 Estudo da Reatividade de Nanoestrutura Porosa de Carbono Dopado com Metais para Catálise de Reações de Evolução de Hidrogênio
Apresentador: Caique Campos de Oliveira
Área Temática: Materias Funcionais Avançados
Modalidade de apresentação: Comunicação oral
12:00
Intervalo - Duraçao 2:45
270903 Fabricação dos ímãs de Neodímio-Ferro-Boro sem controle da atmosfera utilizando óxido de grafeno reduzido
Apresentador: Jorge Costa Silva Filho
Área Temática: Nanociências & Nanotecnologia
Modalidade de apresentação: Comunicação oral
15:00
270933 Investigation of quantum mechanical data-set for training Neural Network Force Fields for water
Apresentador: Márcio S. Gomes-Filho
Área Temática: Nanociências & Nanotecnologia
Modalidade de apresentação: Comunicação oral
15:15
270975 Nanodispositivos eletroquímicos à base de papel pirolisado funcionalizados com polidopamina
Apresentador: Jaqueline Falchi da Rocha
Área Temática: Materias Funcionais Avançados
Modalidade de apresentação: Comunicação oral
15:30
270569 Adsorção de Hidrogênio em grafeno e óxido de grafeno decorados com Mg
Apresentador: Daniel de Martini Rivera Ferreira
Área Temática: Materias Funcionais Avançados
Modalidade de apresentação: Comunicação oral
15:45
270986 Graph recommender system for ionic substitution: Discovering new materials
Apresentador: Elton Ogoshi
Área Temática: Materias Funcionais Avançados
Modalidade de apresentação: Comunicação oral
16:00

14/12/2022

(8:30 às 17:45)

Título Hora
212-0
270985 Estudo da Nucleação e Crescimento de Nanopartículas de Ouro em Solução Tampão HEPES
Apresentador: Murillo Donizeti dos Santos Rosa
Área Temática: Nanociências & Nanotecnologia
Modalidade de apresentação: Comunicação oral
8:30
270394 Influência do Colesterol em monocamadas de DPPC na presença das proteínas do COVID-19
Apresentador: Priscila Sabbag Ferreira
Área Temática: Nanociências & Nanotecnologia
Modalidade de apresentação: Comunicação oral
8:45
270999 ANTICORPOS CONJUGADOS COM NANOPARTÍCULAS DE OURO PARA CONSTRUÇÃO DE BIOSSENSORES PARA COVID-19
Apresentador: Fabíola Lelis de Castro
Área Temática: Nanociências & Nanotecnologia
Modalidade de apresentação: Comunicação oral
9:00
271026 Virucidal action in cotton fabrics and facial masks promoted by phenothiazines
Apresentador: Lilian dos Santos Martins
Área Temática: Materias Funcionais Avançados
Modalidade de apresentação: Comunicação oral
9:15
Intervalo - Duraçao 1:30
270893 Ativação térmica de celulose e MoS2 visando a fabricação de eletrodos sustentáveis para produção de hidrogênio
Apresentador: Leonardo Hideki Hasimoto
Área Temática: Materias Funcionais Avançados
Modalidade de apresentação: Comunicação oral
11:00
270407 Dimensionality engineering in halide perovskites: From 3D to 1D and 2D by organic molecule insertion
Apresentador: Andre Luiz Martins de Freitas
Área Temática: Materias Funcionais Avançados
Modalidade de apresentação: Comunicação oral
11:15
271090 Estudo e caracterização de nanotubos de TiO2 crescidos por oxidação anódica sobre ligas de Ti
Apresentador: Lucas Sevieri Chagas
Área Temática: Materias Funcionais Avançados
Modalidade de apresentação: Comunicação oral
11:30
271034 Lightning strike tolerance of graphene nanoplatelets/carbon nanotube enhanced carbon fiber reinforced polymer composites
Apresentador: Matheus Mendes de Oliveira
Área Temática: Nanociências & Nanotecnologia
Modalidade de apresentação: Comunicação oral
11:45
271033 Natural Language Processing applied to CO2/CO chemical reduction.
Apresentador: Lucas Bandeira
Área Temática: Nanociências & Nanotecnologia
Modalidade de apresentação: Comunicação oral
12:00
Intervalo - Duraçao 2:45
270896 Adesivos aquosos à base de látex de borracha natural e lignina: performance adesiva dirigida por interações na nanoescala
Apresentador: Juliana Martins da Silva
Área Temática: Nanociências & Nanotecnologia
Modalidade de apresentação: Comunicação oral
15:00
271005 EFEITO DA ORIENTAÇÃO DA IMPRESSÃO 3D NAS PROPRIEDADES ELÉTRICAS DE CORPOS DE PROVA CONFECCIONADOS PELA TÉCNICA DE FABRICAÇÃO DE FILAMENTO FUNDIDO
Apresentador: Luís M.G da Silva
Área Temática: Materias Funcionais Avançados
Modalidade de apresentação: Comunicação oral
15:15
270978 Detecção de anticorpos Anti-SARs-CoV-2 usando biossensor baseados em peptídeos
Apresentador: Ana Cristina Honorato Castro Kochi
Área Temática: Nanociências & Nanotecnologia
Modalidade de apresentação: Comunicação oral
15:30
270837 Compatibilidade fluorescente: Características de nanopartículas de sílicas funcionalizadas com isocianato de fluorescência
Apresentador: Monyque Karoline de Paula Silva
Área Temática: Nanociências & Nanotecnologia
Modalidade de apresentação: Pôster
15:45
270982 Impedimetric biosensor based on ZnO for detection of antibodies against SARS-CoV-2 Spike protein in human blood serum samples
Apresentador: Ana Cristina Honorato Castro
Área Temática: Nanociências & Nanotecnologia
Modalidade de apresentação: Comunicação oral
16:00
Intervalo - Duraçao 0:45
270396 Study of monolayers composed of Dipalmitoylphosphatidylcholine doped with lipopeptides for the glyphosate pesticide detection
Apresentador: Study of monolayers composed of Dipalmitoylphosphatidylcholine doped with lipopeptides for the glyphosate pesticide detection
Área Temática: Nanociências & Nanotecnologia
Modalidade de apresentação: Comunicação oral
17:00
270949 Vibrational properties of water layer adsorbed on Au(111) under a bias potential
Apresentador: Graciele Martins Arvelos
Área Temática: Nanociências & Nanotecnologia
Modalidade de apresentação: Comunicação oral
17:15
271096 High-throughput DFT calculations of Jakobssonite: a new family of 1D perovskite
Apresentador: Henrique Ferreira
Área Temática: Nanociências & Nanotecnologia
Modalidade de apresentação: Comunicação oral
17:30

Os resumos podem ser submetidos tanto em inglês quanto em português e serão avaliados pela comissão científica quanto a forma, conteúdo e pertinência de apresentação. Todos os resumos foram avaliados de modo ad-hoc.

  • Materias Funcionais Avançados
  • Nanociências & Nanotecnologia

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