(PhysOrg.com) - Forskare vid Oregon State University har utnyttjat den extraordinära kraften hos kol "nanorör" för att öka hastigheten på biologiska sensorer, en teknik som en dag kan göra det möjligt för en läkare att rutinmässigt utföra laboratorietester på några minuter, snabbare diagnos och behandling samtidigt som kostnaderna minskar.

De nya rönen har nästan tredubblat hastigheten för prototyper av nano-biosensorer, och bör hitta tillämpningar inte bara inom medicin utan inom toxikologi, miljöövervakning, utveckling av nya läkemedel och andra områden.

Forskningen rapporterades precis i Lab on a Chip , en professionell tidning. Fler förbättringar krävs innan systemen är redo för kommersiell produktion, forskare säger, men de har stor potential.

"Med dessa typer av sensorer, det borde vara möjligt att göra många medicinska laboratorietester på några minuter, låta läkaren ställa en diagnos under ett enda kontorsbesök, sa Ethan Minot, en OSU biträdande professor i fysik. "Många befintliga tester tar dagar, kostar ganska mycket och kräver utbildade laboratorietekniker.

"Det här tillvägagångssättet borde åstadkomma samma sak med en handhållen sensor, och kan sänka kostnaden för ett befintligt $50 labbtest till cirka $1, " sa han.

Nyckeln till den nya tekniken, forskarna säger, är den ovanliga förmågan hos kolnanorör. En utväxt av nanoteknik, som hanterar utomordentligt små partiklar nära molekylnivån, dessa nanorör är långa, ihåliga strukturer som har unika mekaniska, optiska och elektroniska egenskaper, och hittar många applikationer.

I detta fall, kolnanorör kan användas för att detektera ett protein på ytan av en sensor. Nanorören ändrar sitt elektriska motstånd när ett protein landar på dem, och omfattningen av denna förändring kan mätas för att bestämma närvaron av ett visst protein – såsom serum och duktala proteinbiomarkörer som kan vara indikatorer på bröstcancer.

Det senaste framsteg var skapandet av ett sätt att förhindra att proteiner fastnar på andra ytor, som vätska som fastnar på väggen i ett rör. Genom att hitta ett sätt att i huvudsak "fetta röret, ” OSU-forskare kunde påskynda avkänningsprocessen med 2,5 gånger.

Ytterligare arbete behövs för att förbättra den selektiva bindningen av proteiner, forskarna sa, innan det är redo att utvecklas till kommersiella biosensorer.

"Elektronisk detektering av blodburna biomarkörproteiner erbjuder den spännande möjligheten till medicinsk diagnostik på plats, ” skrev forskarna i sin studie. "Helst skulle sådana elektroniska biosensorenheter vara billiga och kvantifiera flera biomarkörer inom några minuter."

Detta arbete var ett samarbete mellan forskare vid OSU Institutionen för fysik, Institutionen för kemi, och University of California i Santa Barbara. En medförfattare var Vincent Remcho, professor och tillfällig dekanus vid OSU College of Science, och en nationell expert på ny biosensorteknologi.

Forskningen stöddes av U.S. Army Research Laboratory genom Oregon Nanoscience and Microtechnologies Institute.