(PhysOrg.com) -- Onderzoekers van de Oregon State University hebben gebruik gemaakt van de buitengewone kracht van koolstof "nanobuizen" om de snelheid van biologische sensoren te verhogen, een technologie waarmee een arts op een dag routinematig laboratoriumtests kan uitvoeren in enkele minuten, diagnose en behandeling te versnellen en tegelijkertijd de kosten te verlagen.

De nieuwe bevindingen hebben de snelheid van prototype nano-biosensoren bijna verdrievoudigd, en zou niet alleen toepassingen moeten vinden in de geneeskunde, maar ook in de toxicologie, milieu Controle, ontwikkeling van nieuwe geneesmiddelen en andere gebieden.

Het onderzoek is zojuist gemeld in Lab op een chip , een vakblad. Er zijn meer verfijningen nodig voordat de systemen klaar zijn voor commerciële productie, wetenschappers zeggen, maar ze hebben een groot potentieel.

“Met dit soort sensoren het moet mogelijk zijn om in enkele minuten veel medische laboratoriumtests te doen, de arts in staat stellen een diagnose te stellen tijdens een enkel kantoorbezoek, ” zei Ethan Minot, een OSU-assistent-professor natuurkunde. “Veel bestaande testen duren dagen, kosten nogal wat en vereisen opgeleide laboratoriumtechnici.

“Deze aanpak zou hetzelfde moeten bereiken met een handsensor, en kan de kosten van een bestaande laboratoriumtest van $ 50 verlagen tot ongeveer $ 1, ' zei hij.

De sleutel tot de nieuwe technologie, zeggen de onderzoekers, is het ongebruikelijke vermogen van koolstofnanobuisjes. Een uitvloeisel van nanotechnologie, die zich bezighoudt met buitengewoon kleine deeltjes op moleculair niveau, deze nanobuisjes zijn lang, holle structuren met unieke mechanische, optische en elektronische eigenschappen, en vinden veel toepassingen.

In dit geval, koolstofnanobuisjes kunnen worden gebruikt om een ​​eiwit op het oppervlak van een sensor te detecteren. De nanobuisjes veranderen hun elektrische weerstand als er een eiwit op landt, en de omvang van deze verandering kan worden gemeten om de aanwezigheid van een bepaald eiwit te bepalen - zoals serum- en ductale eiwitbiomarkers die indicatoren kunnen zijn voor borstkanker.

De nieuwste vooruitgang was de creatie van een manier om te voorkomen dat eiwitten aan andere oppervlakken blijven plakken, als vloeistof die aan de wand van een pijp plakt. Door een manier te vinden om in wezen "de pijp in te vetten, OSU-onderzoekers waren in staat om het detectieproces 2,5 keer te versnellen.

Er is verder werk nodig om de selectieve binding van eiwitten te verbeteren, zeiden de wetenschappers, voordat het klaar is om zich te ontwikkelen tot commerciële biosensoren.

“Elektronische detectie van door bloed overgedragen biomarker-eiwitten biedt de opwindende mogelijkheid van medische diagnostiek op het punt van zorg, ' schreven de onderzoekers in hun onderzoek. "In het ideale geval zouden dergelijke elektronische biosensorapparaten goedkoop zijn en binnen een paar minuten meerdere biomarkers kwantificeren."

Dit werk was een samenwerking van onderzoekers van de OSU-afdeling Natuurkunde, Afdeling Chemie, en de Universiteit van Californië in Santa Barbara. Een co-auteur was Vincent Remcho, hoogleraar en interim-decaan van het OSU College of Science, en een nationale expert in nieuwe biosensing-technologie.

Het onderzoek werd ondersteund door het onderzoekslaboratorium van het Amerikaanse leger via het Oregon Nanoscience and Microtechnologies Institute.