Une récente Talante L’étude examine l’interaction entre la glycoprotéine de pointe (S) du coronavirus 2 du syndrome respiratoire aigu sévère (SRAS-CoV-2) grâce à l’utilisation d’un polypyrrole à empreinte moléculaire (MIP-Ppy) à l’aide de calculs de tracé d’Anson.
L’étude actuelle a révélé que l’électrode modifiée MIP-Ppy était plus sensible à la glycoprotéine SARS-CoV-2 S que l’électrode modifiée polypyrrole non imprimée (NIP-Ppy). Cette affinité de la protéine S peut être utilisée dans le développement de technologies de capteurs de diagnostic pour détecter l’infection par le SRAS-CoV-2.
Étude: Évaluation de l’interaction entre les glycoprotéines de pointe du SRAS-CoV-2 et le polypyrrole à empreinte moléculaire. Crédit d’image : Marcin Janiec/Shutterstock.com
Arrière plan
Les biocapteurs reconnaissent généralement les analytes à l’aide de bio-macromolécules, telles que les enzymes, les anticorps, l’acide désoxyribonucléique (ADN) et les aptamères. Ces systèmes bioanalytiques sont associés à plusieurs limitations, telles que des conditions de fonctionnement spécifiques et des coûts de production élevés. Cela a conduit les chercheurs à investir dans le développement de systèmes de bioreconnaissance artificielle basés sur des récepteurs synthétiques et des polymères à empreinte moléculaire (MIP) comme solutions alternatives potentielles.
L’empreinte moléculaire fait référence à la création de récepteurs artificiels pour des molécules cibles spécifiques sur des polymères ou des matériaux auto-assemblés. L’analyte est généralement ciblé par des récepteurs naturels, entraînant ainsi des changements électrochimiques, optiques, magnétiques et de masse dans les transducteurs.
Le polypyrrole est largement utilisé pour concevoir des capteurs bioanalytiques. Les MIP sont fabriqués en polymérisant un monomère et un réticulant autour d’une molécule cible. En raison de leur stabilité thermique, de leur réutilisabilité et de leur sélectivité, les MIP sont souvent utilisés comme composants de reconnaissance dans la conception de capteurs.
Pour fabriquer des MIP, les monomères sont polymérisés en présence de molécules modèles, puis extraits, suivis de l’application de structures à base de MIP à des capteurs électrochimiques à base de MIP.
Une cavité correspondant à la molécule matrice est ainsi créée dans le polymère lors de la polymérisation. Ces cavités facilitent la reconnaissance et la liaison des molécules de manière ciblée.
Une fonction clé de la protéine SARS-CoV-2 S est de reconnaître et de se lier aux récepteurs cellulaires, permettant au virus de pénétrer à travers les membranes cellulaires. Suite à l’émergence du SRAS-CoV-2, qui est l’agent étiologique de la maladie à coronavirus 2019 (COVID-19), certains aspects des approches électrochimiques d’identification des protéines virales à l’aide de MIP ont suscité l’intérêt.
Les protéines SARS-CoV-2 S, nucléocapside, enveloppe et membranaire peuvent servir de macromolécules modèles dans la production de MIP. Dans l’étude actuelle, MIP-Ppy a été développé et appliqué pour déterminer la glycoprotéine SARS-CoV-2 S.
À propos de l’étude
Une électrode de travail en platine a été déposée électrochimiquement avec deux types de couches de polypyrrole, à savoir MIP-Ppy et NIP-Ppy. Les performances des électrodes modifiées par les couches MIP-Ppy et NIP-Ppy ont été évaluées par détection ampérométrique pulsée (PAD).
Lors de l’évaluation des mesures de PAD, le graphique intégré de l’équation de Cottrell-Anson a été utilisé pour calculer la quantité de charge traversant les couches MIP-Ppy et NIP-Ppy.
Résultats de l’étude
Lorsque les électrodes modifiées MIP-Ppy et NIP-Ppy ont été incubées dans une solution saline tamponnée au phosphate (PBS) contenant la glycoprotéine de pointe SARS-CoV-S, une réduction significative du courant a été observée. Basé sur la charge totale contre le carré des graphiques temporels, comme démontré sur les parcelles d’Anson, l’interaction entre les glycoprotéines S du SRAS CoV-2 et MIP-Ppy a été évaluée.
Lors de l’évaluation de la relation entre les valeurs de pente résultantes de la parcelle Anson et la concentration de glycoprotéine, il a été conclu que MIP-Ppy adsorbe les glycoprotéines virales plus fortement que NIP-Ppy. Il convient de noter que l’analyse du tracé d’Anson a montré que la molécule de glycoprotéine SARS-CoV-2 S interagit avec MIP-Ppy et est partiellement adsorbée sur NIP-Ppy. Ainsi, l’évaluation de l’interaction entre les glycoprotéines de pointe SARS-CoV-2 et MIP-Ppy peut être réalisée avec succès à l’aide des parcelles Anson.
De plus, la courbe d’étalonnage des valeurs actuelles pour les concentrations de glycoprotéines allant de zéro à 25 µg/mL a été présentée. Ces résultats ont représenté une diminution exponentielle du tracé d’étalonnage du système décrit.
Une différence significative a été observée entre les électrodes modifiées MIP-Ppy et NIP-Ppy pour la quantité de courant perdu. Plus spécifiquement, l’électrode modifiée par MIP-Ppy a montré une plus grande sensibilité à la glycoprotéine SARS-CoV-2 S par rapport à l’électrode modifiée par NIP-Ppy.
La courbe d’étalonnage a indiqué que la valeur de courant mesurée pour l’électrode modifiée MIP-Ppy était 1,36 fois supérieure à celle de l’électrode modifiée NIP-Ppy à une concentration initiale de glycoprotéine de 0 µg/mL.
De plus, une cavité complémentaire a été indentée dans le Ppy après l’extraction de la glycoprotéine SARS-CoV-2 S du MIP-Ppy. Pris ensemble, les résultats de l’étude indiquent que cette propriété peut être utilisée pour développer un capteur de détection d’infection par le SRAS-CoV-2.
