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https://www.arca.fiocruz.br/handle/icict/58630
A VERSATILE 3D PRINTED MULTI-ELECTRODE CELL FOR DETERMINATION OF THREE COVID-19 BIOMARKERS
Fused Deposition Modelling
Multiplex Voltammetric Detection
Biosensing Techniques
Author
Affilliation
Universidade Federal do Paraná. Departamento de Química. Laboratório de Sensores Eletroquímicos. Curitiba, PR, Brasil.
Universidade Federal do Paraná. Departamento de Química. Laboratório de Sensores Eletroquímicos. Curitiba, PR, Brasil.
Universidade Federal do Paraná. Departamento de Química. Grupo de Química de Materiais. Curitiba, PR, Brasil.
Universidade Federal do Paraná. Departamento de Química. Grupo de Química de Materiais. Curitiba, PR, Brasil.
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Carlos Chagas. Laboratório de Ciências e Tecnologias Aplicadas em Saúde. Curitiba, PR, Brasil.
Universidade Federal do Paraná. Departamento de Química. Laboratório de Sensores Eletroquímicos. Curitiba, PR, Brasil.
Universidade Federal do Paraná. Departamento de Química. Laboratório de Sensores Eletroquímicos. Curitiba, PR, Brasil.
Universidade Federal do Paraná. Departamento de Química. Laboratório de Sensores Eletroquímicos. Curitiba, PR, Brasil.
Universidade Federal do Paraná. Departamento de Química. Grupo de Química de Materiais. Curitiba, PR, Brasil.
Universidade Federal do Paraná. Departamento de Química. Grupo de Química de Materiais. Curitiba, PR, Brasil.
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Carlos Chagas. Laboratório de Ciências e Tecnologias Aplicadas em Saúde. Curitiba, PR, Brasil.
Universidade Federal do Paraná. Departamento de Química. Laboratório de Sensores Eletroquímicos. Curitiba, PR, Brasil.
Universidade Federal do Paraná. Departamento de Química. Laboratório de Sensores Eletroquímicos. Curitiba, PR, Brasil.
Abstract
3D-printing has shown an outstanding performance for the production of versatile electrochemical devices. However, there is a lack of studies in the field of 3D-printed miniaturized settings for multiplex biosensing. In this work, we propose a fully 3D-printed micro-volume cell containing six working electrodes (WEs) that operates with 250 μL of sample. A polylactic acid/carbon black conductive filament (PLA/CB) was used to print the WEs and subsequently modified with graphene oxide (GO), to support protein binding. Cyclic voltammetry was employed to investigate the electrochemical behaviour of the novel multi-electrode cell. In the presence of K₃[Fe (CN)₆], PLA/CB/GO showed adequate peak resolution for subsequent label-free immunosensing. The innovative 3D-printed cell was applied for multiplex voltammetric detection of three COVID-19 biomarkers as a proof-of concept. The multiple sensors showed a wide linear range with detection limits of 5, 1 and 1 pg mL− 1 for Nprotein, SRBD-protein, and anti-SRBD, respectively. The sensor performance enabled the selective sequential detection of N protein, SRBD protein, and anti-SRBD at biological levels in saliva and serum. In summary, the miniaturized six-electrode cell presents an alternative for the low-cost and fast production of customizable devices for multi-target sensing with promising application in the development of point-of-care sensors.
Keywords in Portuguese
Impressão TridimensionalKeywords
Printing, Three-DimensionalFused Deposition Modelling
Multiplex Voltammetric Detection
Biosensing Techniques
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