(PhysOrg.com) -- I ricercatori della Oregon State University hanno sfruttato lo straordinario potere dei "nanotubi" di carbonio per aumentare la velocità dei sensori biologici, una tecnologia che un giorno potrebbe consentire a un medico di eseguire regolarmente test di laboratorio in pochi minuti, accelerare la diagnosi e il trattamento riducendo i costi.

Le nuove scoperte hanno quasi triplicato la velocità dei prototipi di nano-biosensori, e dovrebbe trovare applicazioni non solo in medicina ma anche in tossicologia, monitoraggio ambientale, sviluppo di nuovi farmaci e altri campi.

La ricerca è stata appena riportata in Laboratorio su un chip , un giornale professionale. Sono necessari ulteriori perfezionamenti prima che i sistemi siano pronti per la produzione commerciale, gli scienziati dicono, ma hanno un grande potenziale.

“Con questi tipi di sensori, dovrebbe essere possibile eseguire molti esami di laboratorio in pochi minuti, consentire al medico di formulare una diagnosi durante una singola visita ambulatoriale, "ha detto Ethan Minot, un assistente professore di fisica dell'OSU. “Molti test esistenti richiedono giorni, costano un bel po' e richiedono tecnici di laboratorio addestrati.

"Questo approccio dovrebbe ottenere la stessa cosa con un sensore portatile, e potrebbe ridurre il costo di un test di laboratorio esistente da $ 50 a circa $ 1, ” ha detto.

La chiave della nuova tecnologia, dicono i ricercatori, è la capacità insolita dei nanotubi di carbonio. Una conseguenza della nanotecnologia, che si occupa di particelle straordinariamente piccole vicino al livello molecolare, questi nanotubi sono lunghi, strutture cave che hanno meccaniche uniche, proprietà ottiche ed elettroniche, e stanno trovando molte applicazioni.

In questo caso, i nanotubi di carbonio possono essere utilizzati per rilevare una proteina sulla superficie di un sensore. I nanotubi cambiano la loro resistenza elettrica quando una proteina si posa su di loro, e l'entità di questo cambiamento può essere misurata per determinare la presenza di una particolare proteina, come i biomarcatori sierici e delle proteine ​​duttali che possono essere indicatori di cancro al seno.

L'ultimo progresso è stata la creazione di un modo per evitare che le proteine ​​si attacchino ad altre superfici, come un fluido che si attacca alla parete di un tubo. Trovando un modo essenzialmente per "lubrificare il tubo, I ricercatori dell'OSU sono stati in grado di accelerare il processo di rilevamento di 2,5 volte.

Sono necessari ulteriori lavori per migliorare il legame selettivo delle proteine, gli scienziati hanno detto, prima che sia pronto per trasformarsi in biosensori commerciali.

“Il rilevamento elettronico delle proteine ​​​​biomarcatori trasmesse dal sangue offre l'eccitante possibilità di diagnostica medica point-of-care, ” hanno scritto i ricercatori nel loro studio. "Idealmente tali dispositivi biosensori elettronici sarebbero a basso costo e quantificherebbero più biomarcatori in pochi minuti".

Questo lavoro è stato una collaborazione di ricercatori del Dipartimento di Fisica dell'OSU, Dipartimento di Chimica, e l'Università della California a Santa Barbara. Un co-autore era Vincent Remcho, professore e decano ad interim dell'OSU College of Science, e un esperto nazionale in nuove tecnologie di biosensori.

La ricerca è stata supportata dal laboratorio di ricerca dell'esercito degli Stati Uniti attraverso l'Oregon Nanoscience and Microtechnologies Institute.