En ovanlig och mycket spännande form av kol - som kan skapas genom att rita på papper - ser ut att hålla nyckeln till realtid, DNA-sekvensering med hög genomströmning, en teknik som skulle revolutionera medicinsk forskning och testning.

Leds av Dr Jiri Cervenka och doktorand Nikolai Dontschuk från University of Melbourne, studien inkluderade också forskare från Australian Synchrotron och La Trobe University och är publicerad i Naturkommunikation .

De australiensiska forskarna har visat att grafen - ett enatoms tjockt ark av hexagonalt arrangerat kol, formad som kycklingnät - kan detektera de fyra nukleobaserna som utgör DNA (cytosin, guanin, adenin och tymin).

En unik kombination av de fyra nukleobaserna utgör den individuella DNA-sekvensen av en gen. För närvarande, DNA-sekvensering är ett grundläggande verktyg för medicinsk diagnostik, rättsmedicinska tester och medicinsk och biologisk forskning.

Användningen av grafen för att elektriskt sekvensera DNA lovar att förbättra hastigheten, genomströmning, tillförlitlighet och noggrannhet samtidigt som priset sänks jämfört med nuvarande tekniker, säger Nikolai Dontschuk från University of Melbourne.

"Vi fann att varje nukleobas påverkade den elektroniska strukturen av grafen på ett mätbart olika sätt, sade herr Dontschuk.

"När den används i kombination med en nanopore (ett litet hål), en enda DNA-molekyl skulle passera genom den grafenbaserade elektriska sensorn - som en enda sträng av pärlor som passerar genom en sektion av liten kycklingtråd - vilket möjliggör realtid, sekvensering med hög genomströmning av en enda DNA-molekyl."

Forskargruppen genomförde de första experimenten för att kombinera in situ elektriska mätningar av grafenbaserade fälteffekttransistorer (GFET) med fotoemissionsspektroskopi vid den mjuka röntgenspektroskopins strållinje vid Synchrotron.

Efter att ha jämfört de experimentella resultaten och synkrotronresultaten, teamet förutspådde att enmolekylavkänning av guanin, cytosin och tymin med bulkgrafenanordningar kunde uppnås.

Grafen är världens första tvådimensionella material, med varje ark sammansatt av enkla lager av kol. När dessa staplas ihop bildar de grafit, som finns i ritpennor. När du ritar med en penna, bitar av grafit skalar av, ibland lämnar efter sig ett lager som är en enda atom tjockt, som är grafen.

Även om grafen hade studerats som en teoretisk struktur i några decennier, det upptäcktes inte officiellt förrän 2004, när Andre Geim och Konstantin Novoselov rapporterade att de hade framställt stabil grafen i tillräckliga mängder för att utföra analytiska mätningar.

Deras nya beredningsmetod innebar att man använde tejp för att separera sektioner av grafit i tunnare och tunnare lager, som de sedan överförde till kiselwafers. För deras ansträngningar, Geim och Novoselov tilldelades Nobelpriset i fysik 2010.