Ny biosensor drager fordel af sammensmeltning af kulstof nanorør, DNA

Forskere fra Purdue University har udviklet en metode til at stable syntetisk DNA og kulstof nanorør på en biosensorelektrode, en udvikling, der kan føre til mere præcise målinger for forskning relateret til diabetes og andre sygdomme.

Standardsensorer anvender metalelektroder belagt med enzymer, der reagerer med forbindelser og producerer et elektrisk signal, der kan måles. Men ineffektiviteten af ​​disse sensorer fører til ufuldkomne målinger.

Kulstof nanorør, cylindrisk formede kulstofmolekyler kendt for at have fremragende termiske og elektriske egenskaber, er blevet set som en mulighed for at forbedre sensorens ydeevne. Problemet er, at materialerne ikke er fuldt kompatible med vand, hvilket begrænser deres anvendelse i biologiske væsker.

Marshall Porterfield, en professor i landbrugs- og biologisk teknik og biomedicinsk teknik, og Jong Hyun Choi, en adjunkt i maskinteknik, har fundet en løsning. Deres resultater, rapporteret i journalen Analytikeren , beskrive en sensor, der i det væsentlige bygger sig selv.

"I fremtiden, vi vil være i stand til at skabe en DNA-sekvens, der er komplementær til kulstofnanorørene og er kompatibel med specifikke biosensorenzymer for de mange forskellige forbindelser, vi ønsker at måle, " sagde Porterfield. "Det vil være en selvsamlende platform for biosensorer på biomolekylært niveau."

Choi udviklede et syntetisk DNA, der vil binde sig til overfladen af ​​kulstofnanorørene og gøre dem mere vandopløselige.

"Når først kulstofnanorørene er i en opløsning, du skal kun placere elektroden i opløsningen og oplade den. Kulstof nanorørene vil derefter belægge overfladen, " sagde Choi.

Elektroden belagt med carbon nanorør vil tiltrække enzymerne for at afslutte sensorens samling.

Sensoren beskrevet i resultaterne var designet til glukose. Men Porterfield sagde, at det nemt kunne tilpasses til forskellige forbindelser.

"Du kunne masseproducere disse sensorer til diabetes, for eksempel, til insulinbehandling til diabetespatienter, " sagde Porterfield.

Porterfield sagde, at det måske en dag vil være muligt at udvikle andre sensorer ved hjælp af denne teknologi, der kan føre til mere personlig medicin, der i realtid kan teste effektiviteten af ​​lægemidler på deres mål som med kræftpatienter.

Porterfield sagde, at han ville fortsætte med at udvikle biosensorer til at opdage forskellige forbindelser.