Электрохимический иммуноанализ на основе смартфона для выявления нуклеокапсидного белка SARS-CoV-2 в месте оказания медицинской помощи

Масштабная, быстрая и недорогая серологическая диагностика инфекции, вызванной коронавирусом 2-го типа, вызывающим тяжёлый острый респираторный синдром (SARS-CoV-2), представляет большой интерес для снижения передачи вируса на уровне популяции. Однако её разработка существенно ограничена отсутствием доступных методов диагностики в месте оказания медицинской помощи, что приводит к низкой эффективности выявления инфекции. В настоящей работе представлен сверхчувствительный электрохимический иммуноанализ на основе смартфона для быстрого (менее 5 мин), недорогого и простого в применении выявления нуклеокапсидного белка SARS-CoV-2 (N-белка SARS-CoV-2). Электрохимический иммуноанализ выполняли на трафаретном углеродном электроде, покрытом электроосаждёнными наночастицами золота; затем рабочий электрод инкубировали с антителами к N-белку и бычьим сывороточным альбумином. В результате реакции антиген–антитело между N-белком SARS-CoV-2 и антителами нарушается перенос электронов между электроактивными частицами [Fe(CN)6]3−/4− и поверхностью электрода, что приводит к снижению токов квадратно-волновой вольтамперометрии при 0,075 В относительно электрода сравнения Ag/AgCl. Предложенный иммуноанализ продемонстрировал линейный диапазон при концентрациях N-белка SARS-CoV-2 от 0,01 до 1000 нг/мл (R=0,9992), а предел обнаружения составил 2,6 пг/мл. Кроме того, данные измерений беспроводным способом передаются в интерфейс смартфона, где рассчитывается и отображается соответствующая концентрация N-белка SARS-CoV-2. Таким образом, предложенный портативный метод диагностики обладает значительным потенциалом для самостоятельной дифференциальной диагностики населения и может существенно способствовать эффективному контролю передачи вируса и масштабному скринингу в регионах с ограниченными ресурсами.