Please use this identifier to cite or link to this item:
https://www.arca.fiocruz.br/handle/icict/50943
Type
ArticleCopyright
Open access
Collections
- IOC - Artigos de Periódicos [12500]
Metadata
Show full item record
A PENCIL-LEAD IMMUNOSENSOR FOR THE RAPID ELECTROCHEMICAL MEASUREMENT OF ANTI-DIPHTHERIA TOXIN ANTIBODIES
Biossensor
Difteria
Voltametria de onda quadrada
Epítopo de célula B
Ponto de atendimento
Biosensor
Diphtheria
Square wave voltammetry
B-cell epitope
Point-of- care
Author
Affilliation
Fundação Oswaldo Cruz. Centro de Desenvolvimento Tecnológico em Saúde / Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia para Inovação em Doenças de Populações Negligenciadas. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Universidade de São Paulo. Instituto de Química. Departamento de Química Fundamental. Laboratório de Linguagens Eletrônicas e Sensores Eletroquímicos. São Paulo, SP, Brasil.
Universidade de São Paulo. Instituto de Química. Departamento de Química Fundamental. Laboratório de Linguagens Eletrônicas e Sensores Eletroquímicos. São Paulo, SP, Brasil.
Fundação Oswaldo Cruz. Centro de Desenvolvimento Tecnológico em Saúde / Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia para Inovação em Doenças de Populações Negligenciadas. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Fundação Oswaldo Cruz. Centro de Desenvolvimento Tecnológico em Saúde / Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia para Inovação em Doenças de Populações Negligenciadas. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Fundação Oswaldo Cruz. Centro de Desenvolvimento Tecnológico em Saúde / Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia para Inovação em Doenças de Populações Negligenciadas. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Universidade de São Paulo. Instituto de Química. Departamento de Química Fundamental. Laboratório de Linguagens Eletrônicas e Sensores Eletroquímicos. São Paulo, SP, Brasil / Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia Bioanalítica. Campinas, SP, Brasil.
Universidade Federal do Rio de Janeiro. Instituto de Química. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Fundação Oswaldo Cruz. Centro de Desenvolvimento Tecnológico em Saúde / Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia para Inovação em Doenças de Populações Negligenciadas. Rio de Janeiro, RJ, Brasil / Universidade Federal Fluminense. Instituto de Biologia. Departamento de Biologia Celular e Molecular. Niterói, RJ, Brasil / Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Laboratório de Epidemiologia e Sistemática Molecular. Rio de Janeiro, RJ, Brasil..
Universidade de São Paulo. Instituto de Química. Departamento de Química Fundamental. Laboratório de Linguagens Eletrônicas e Sensores Eletroquímicos. São Paulo, SP, Brasil.
Universidade de São Paulo. Instituto de Química. Departamento de Química Fundamental. Laboratório de Linguagens Eletrônicas e Sensores Eletroquímicos. São Paulo, SP, Brasil.
Fundação Oswaldo Cruz. Centro de Desenvolvimento Tecnológico em Saúde / Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia para Inovação em Doenças de Populações Negligenciadas. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Fundação Oswaldo Cruz. Centro de Desenvolvimento Tecnológico em Saúde / Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia para Inovação em Doenças de Populações Negligenciadas. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Fundação Oswaldo Cruz. Centro de Desenvolvimento Tecnológico em Saúde / Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia para Inovação em Doenças de Populações Negligenciadas. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Universidade de São Paulo. Instituto de Química. Departamento de Química Fundamental. Laboratório de Linguagens Eletrônicas e Sensores Eletroquímicos. São Paulo, SP, Brasil / Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia Bioanalítica. Campinas, SP, Brasil.
Universidade Federal do Rio de Janeiro. Instituto de Química. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Fundação Oswaldo Cruz. Centro de Desenvolvimento Tecnológico em Saúde / Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia para Inovação em Doenças de Populações Negligenciadas. Rio de Janeiro, RJ, Brasil / Universidade Federal Fluminense. Instituto de Biologia. Departamento de Biologia Celular e Molecular. Niterói, RJ, Brasil / Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Laboratório de Epidemiologia e Sistemática Molecular. Rio de Janeiro, RJ, Brasil..
Abstract
Diphtheria is a vaccine-preventable disease, yet immunization can wane over time to
non-protective levels. We have developed a low-cost, miniaturized electroanalytical biosensor to
quantify anti-diphtheria toxin (DTx) immunoglobulin G (anti-DTx IgG) antibody to minimize the
risk for localized outbreaks. Two epitopes specific to DTx and recognized by antibodies generated
post-vaccination were selected to create a bi-epitope peptide, biEP, by synthesizing the epitopes in
tandem. The biEP peptide was conjugated to the surface of a pencil-lead electrode (PLE) integrated
into a portable electrode holder. Captured anti-DTx IgG was measured by square wave voltammetry
from the generation of hydroquinone (HQ) from the resulting immunocomplex. The performance of
the biEP reagent presented high selectivity and specificity for DTx. Under the optimized working
conditions, a logarithmic calibration curve showed good linearity over the concentration range of
105–101 IU mL1 and achieved a limit of detection of 5 106 IU mL1. The final device proved
suitable for interrogating the immunity level against DTx in actual serum samples. Results showed
good agreement with those obtained from a commercial enzyme-linked immunosorbent assay. In
addition, the flexibility for conjugating other capture molecules to PLEs suggests that this technology
could be easily adapted to the diagnoses of other pathogens.
Keywords in Portuguese
EletroquímicaBiossensor
Difteria
Voltametria de onda quadrada
Epítopo de célula B
Ponto de atendimento
Keywords
ElectrochemistryBiosensor
Diphtheria
Square wave voltammetry
B-cell epitope
Point-of- care
Share