Label-free Electrochemical Immunosensors for Viruses and Antibodies Detection-Review

Abstract

This article reviews the electrochemical immunosensors developed by the successive modification of gold as well as glassy carbon electrodes. Antibody or antigen fragments have been applied as the sensing elements. The complex between virions and specific antibody adsorbing on a surface of an electrode forms an insulating layer. This phenomenon, which is a base of ion-channel mimetic type of immunosensors, can be monitored by Osteryoung square-wave vol-tammetry (OSWV) and electrochemical impedance spectroscopy (EIS) in the presence of [Fe(CN)6]3-/4- as a redox marker. Another type of immunosensors are based on redox active layers incorporated di-pyrromethene -Cu(II) or phenanthroline - Epoxy - Fe(III) complexes. Changes of electrochemical parameters of redox centres upon target analyte binding are the basis of analytical signal generation. Both type of immunosensors displayed better sensitivity in comparison to ELISA as well as being very selective. The matrix has no influence on the immunosensors performance. These devices could be recommended for the direct electrochemical detection of viruses as well as antibodies in physiological samples.

Translated abstract

Este artículo presenta una revisión acerca de inmunosensores electroquímicos desarrollados mediante la modificación sucesiva de oro así como de electrodos de carbón vítreo. Como elementos sensores, se incorporaron fragmentos de antígenos o anticuerpos a las superficies. El complejo formado entre los viriones y los anticuerpos específicamente adsorbidos sobre el electrodo genera una capa aislante. Este fenómeno, el cual es fundamental para la operación de inmunosensores miméticos de canales iónicos, puede ser monitoreado por voltamperometría de onda cuadrada de Osteryoung y por espectroscopía de impedancia electroquímica en presencia de [Fe(CN)6]3-/4- como marcador redox. Otro tipo de inmunosensores presentados está basado en capas electroactivas incorporadas como complejos de di-pirrometheno-Cu(II) o fenantrolina-epoxi-Fe(III). Los cambios en los parámetros electroquímicos de los centros redox durante el enlace de los analitos objeto es la base de la generación de señales analíticas. Ambos tipos de inmunosensores mostraron mejor sensibilidad al compararlos con pruebas tipo ELISA así como una alta selectividad. No se observó influencia de la matriz en el desempeño de los inmunosensores. Dichos dispositivos pueden ser recomendados para la detección electroquímica de virus así como de anticuerpos en muestras fisiológicas.