27 de noviembre de 2023
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Hybrid Gold

Free PCR virus detection via few-layer bismuthene and tetrahedral DNA nanostructured assemblies

Publicado en:TALANTA. 269 125405- - 2024-03-01 269(), DOI: 10.1016/j.talanta.2023.125405

Autores: Gutierrez-Galvez, Laura; Garcia-Fernandez, Daniel; del Barrio, Melisa; Luna, Monica; Torres, Inigo; Zamora, Felix; Navio, Cristina; Milan-Rois, Paula; Castellanos, Milagros; Abreu, Melanie; Canton, Rafael; Galan, Juan Carlos; Somoza, Alvaro; Miranda, Rodolfo; Garcia-Mendiola, Tania; Lorenzo, Encarnacion

Afiliaciones

Centro de Investigación Biomédica en Red de Enfermedades Infecciosas - Autor o Coautor
Centro de Investigacion Biomedica en Red de Epidemiologia y Salud Publica - Autor o Coautor
CSIC CEI UAM CSIC, Inst Micro & Nanotecnol IMN CNM, Madrid 28760, Spain - Autor o Coautor
Ctr Invest Biomed Red Epidemiol & Salud Publ CIBER, Madrid, Spain - Autor o Coautor
Hosp Univ Ramon y Cajal, Serv Microbiol, Madrid 28034, Spain - Autor o Coautor
IFIMAC-Condensed Matter Physics Center - Autor o Coautor
IFIMAC-Condensed Matter Physics Center , Universidad Autónoma de Madrid - Autor o Coautor
IMDEA Nanociencia - Autor o Coautor
IMDEA Nanociencia , Universidad Autónoma de Madrid - Autor o Coautor
IMDEA Nanociencia, Ciudad Univ Cantoblanco, Madrid 28049, Spain - Autor o Coautor
IMN-Instituto de Micro y Nanotecnología (CNM-CSIC) - Autor o Coautor
Inst Ramon Y Cajal Invest Sanitaria IRYCIS, Madrid 28034, Spain - Autor o Coautor
Inst Salud Carlos III, CIBER Enfermedades Infecciosas CIBERINFEC, Madrid, Spain - Autor o Coautor
Instituto Ramón y Cajal de Investigación Sanitaria - Autor o Coautor
Instituto Ramón y Cajal de Investigación Sanitaria , Centro de Investigación Biomédica en Red de Epidemiología y Salud Pública - Autor o Coautor
Univ Autonoma Madrid UAM, Dept Quim Analit & Anal Instrumental, Madrid 28049, Spain - Autor o Coautor
Univ Autonoma Madrid, Condensed Matter Phys Ctr IFIMAC, Madrid 28049, Spain - Autor o Coautor
Univ Autonoma Madrid, Dept Quim Inorgan, Madrid 28049, Spain - Autor o Coautor
Univ Autonoma Madrid, Inst Adv Res Chem Sci IAdChem, Madrid 28049, Spain - Autor o Coautor
Univ Complutense Madrid, Fac Quim, Dept Quim Analit, Madrid 28040, Spain - Autor o Coautor
Universidad Autónoma de Madrid - Autor o Coautor
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Resumen

In this work we describe a highly sensitive method based on a biocatalyzed electrochemiluminescence approach. The system combines, for the first time, the use of few-layer bismuthene (FLB) as a platform for the oriented immobilization of tetrahedral DNA nanostructures (TDNs) specifically designed and synthetized to detect a specific SARS-CoV-2 gene sequence. In one of its vertices, these TDNs contain a DNA capture probe of the open reading frame 1 ab (ORF1ab) of the virus, available for the biorecognition of the target DNA/RNA. At the other three vertices, there are thiol groups that enable the stable anchoring/binding to the FLB surface. This novel geometry/approach enables not only the binding of the TDNs to surfaces, but also the orientation of the capture probe in a direction normal to the bismuthine surface so that it is readily accessible for binding/recognition of the specific SARS-CoV-2 sequence. The analytical signal is based on the anodic electrochemiluminescence (ECL) intensity of luminol which, in turn, arises as a result of the reaction with H2O2, generated by the enzymatic reaction of glucose oxidation, catalyzed by the biocatalytic label avidin-glucose oxidase conjugate (Av-GOx), which acts as co-reactant in the electrochemiluminescent reaction. The method exhibits a limit of detection (LOD) of 4.31 aM and a wide linear range from 14.4 aM to 1.00 μM, and its applicability was confirmed by detecting SARS-CoV-2 in nasopharyngeal samples from COVID-19 patients without the need of any amplification process.

Palabras clave

biocatalysisdna biosensorelectrochemiluminescencefew -layer bismuthenefew-layer bismutheneplatformsars-cov-2tetrahedral dna nanostructuresBiocatalysisBiosensing techniquesDnaDna biosensorDna probesElectrochemical techniquesElectrochemiluminescenceFew-layer bismutheneHumansHydrogen peroxideLimit of detectionLuminescent measurementsNanostructuresPolymerase chain reactionRamanSars-cov-2Tetrahedral dna nanostructures

Indicios de calidad

Impacto bibliométrico. Análisis de la aportación y canal de difusión

El trabajo ha sido publicado en la revista TALANTA debido a la progresión y el buen impacto que ha alcanzado en los últimos años, según la agencia WoS (JCR), se ha convertido en una referencia en su campo. En el año de publicación del trabajo, 2024 aún no existen indicios calculados, pero en 2023, se encontraba en la posición 12/106, consiguiendo con ello situarse como revista Q1 (Primer Cuartil), en la categoría Chemistry, Analytical.

Desde una perspectiva relativa, y atendiendo al indicador del impacto normalizado calculado a partir del Field Citation Ratio (FCR) de la fuente Dimensions, arroja un valor de: 1.33, lo que indica que, de manera comparada con trabajos en la misma disciplina y en el mismo año de publicación, lo ubica como trabajo citado por encima de la media. (fuente consultada: Dimensions Jul 2025)

De manera concreta y atendiendo a las diferentes agencias de indexación, el trabajo ha acumulado, hasta la fecha 2025-07-19, el siguiente número de citas:

  • WoS: 4
  • Scopus: 4

Impacto y visibilidad social

Desde la dimensión de Influencia o adopción social, y tomando como base las métricas asociadas a las menciones e interacciones proporcionadas por agencias especializadas en el cálculo de las denominadas “Métricas Alternativas o Sociales”, podemos destacar a fecha 2025-07-19:

  • El uso, desde el ámbito académico evidenciado por el indicador de la agencia Altmetric referido como agregaciones realizadas por el gestor bibliográfico personal Mendeley, nos da un total de: 10.
  • La utilización de esta aportación en marcadores, bifurcaciones de código, añadidos a listas de favoritos para una lectura recurrente, así como visualizaciones generales, indica que alguien está usando la publicación como base de su trabajo actual. Esto puede ser un indicador destacado de futuras citas más formales y académicas. Tal afirmación es avalada por el resultado del indicador “Capture” que arroja un total de: 10 (PlumX).

Con una intencionalidad más de divulgación y orientada a audiencias más generales podemos observar otras puntuaciones más globales como:

  • El Score total de Altmetric: 2.
  • El número de menciones en la red social X (antes Twitter): 2 (Altmetric).

Es fundamental presentar evidencias que respalden la plena alineación con los principios y directrices institucionales en torno a la Ciencia Abierta y la Conservación y Difusión del Patrimonio Intelectual. Un claro ejemplo de ello es:

  • El trabajo se ha enviado a una revista cuya política editorial permite la publicación en abierto Open Access.
  • Asignación de un Handle/URN como identificador dentro del Depósito en el Repositorio Institucional: http://hdl.handle.net/10486/709726

Análisis de liderazgo de los autores institucionales

Existe un liderazgo significativo ya que algunos de los autores pertenecientes a la institución aparecen como primer o último firmante, se puede apreciar en el detalle: Primer Autor (GUTIERREZ GALVEZ, LAURA) y Último Autor (LORENZO ABAD, ENCARNACION).

el autor responsable de establecer las labores de correspondencia ha sido GARCIA MENDIOLA, TANIA.