Nanoscale inorganic semiconductors (with interfacial thickness <10 nm) have superior stability compared to soft organic compounds and are important for the development of enhanced reagentless sensing devices. As a proof of concept, this study demonstrated that the density of states of a copper oxide mixed valence semiconducting nanoscale film can be suitably designed as a transducer signal for reagentless sensing of phenol.

The quantum-rate model predicts a rate k as a frequency for transporting electrons within molecular structures, which is governed by the ratio between the quantum of conductance G and capacitance C q , such that k = G/C q . This frequency, as measured in a single-layer graphene appropriately modified with suitable biological receptors, can be applied as a transducer signal that ranges sensitivities within the attomole for biosensing applications.Here, we applied this label-free and reagentless biosensing transducer signal methodology for the qualitative diagnosis of COVID-19 infections, where this assay methodology was shown to be similar to the gold-standard real-time polymerase chain reaction. The quantum-rate strategy for the diagnosis of COVID-19 was performed by combining the response of the interface for detecting the S and N proteins of SARS-CoV-2 virus as accessed from nasopharyngeal/oropharyngeal patient samples with 80% of sensitivity and 77% of specificity. As a label-free and reagentless biosensing platform, the methodology is decidedly useful for point-of-care and internet-of-things biological assaying technologies, not only because of its real-time ability to measure infections but also because of the capability for miniaturization inherent in reagentless electrochemical methods. This approach effectively permits the rapid development of biological assays for surveillance and control of endemics and pandemics.

La espectroscopia de impedancia eléctrica (EIS) se emplea en el estudio de las propiedades eléctricas de células en suspensión. Para medir las propiedades eléctricas de materiales se utilizan dos (sistema de electrodo bipolar), tres (tripolares) y cuatro (tetrapolares) electrodos, siendo las medidas tetrapolares la mejor opción para minimizar los efectos de polarización de electrodo. Cuando se repiten las medidas de EIS en una misma muestra, se espera obtener espectros similares, sin embargo, en algunas situaciones se encuentran diferencias significativas asociadas con la baja reproducibilidad y repetibilidad. Aquí se utilizaron células HeLa dispersas en solución acuosa para evaluar también el efecto de la limpieza en el funcionamiento de los electrodos de oro. La limpieza de las superficies de los electrodos de oro se hizo por voltamperometría cíclica. Se encontró que la reproducibilidad y la repetibilidad de las medidas de impedancia aumentaba al limpiar los electrodos. Estos resultados evidenciaron que la limpieza de la superficie de los electrodos minimizó las contribuciones de la polarización de los electrodos en las mediciones. Además, se propone un modelo de circuito para describir el efecto de las superficies sin limpiar en las medidas eléctricas. Dicho modelo confirma que el efecto observado no se debió a una impedancia de polarización convencional. Más bien se trató de una polarización activa (como un potencial), la cual se presenta a bajas frecuencias y es independiente de la frecuencia de la señal de excitación.

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