En ny studie ledd av University of Kentucky forskare visar ett nytt sätt att exakt upptäcka en enda kemikalie vid extremt låga koncentrationer och hög kontaminering.

Studien, publiceras online för ACS Nano , utfördes i laboratoriet i Peixuan Guo, William S. Farish Endowed Chair i nanobioteknologi vid University of Kentucky Markey Cancer Center. Studien visar att phi29 DNA-förpackningsnanomotoranslutningen kan användas för att känna av kemikalier med reaktiva tioestrar eller maleimid med enkanalsledningsanalyser baserade på tre observerbara fingeravtryck. Detta kanalsystem skulle kunna vidareutvecklas till mycket känsliga avkänningsanordningar.

Förmågan att upptäcka en kemikalie i låg koncentration och hög kontaminering är särskilt viktig för miljöövervakning, hemlandets säkerhet, övervakning av droger för idrottare, toxin/drog screening, och tidigare sjukdomsdiagnostik.

När det gäller sjukdomsdiagnostik, produktionen av en ovanlig metabolisk produkt är ett kännetecken för sjukdom, men i tidiga skeden, koncentrationen av denna produkt är mycket låg. Detektion av en enda molekyl kommer att underlätta tidig upptäckt av sjukdomar som cancer, för att underlätta tidigare behandling.

"Detektionskänslighet är en stor utmaning vid diagnos av många sjukdomar, ", sa Guo. "Vårt nästa steg är att hitta en metabol produkt av en sjukdom och fastställa verkligheten i tidigare sjukdomsdiagnostik."

"De proof-of-principle-studier som beskrivs i denna studie kommer att utökas i framtiden till att konstruera flera sonder inom en enda por för samtidig detektering av flera mål på enstaka molekylnivå i realtid, sa Farzin Haque, forskarassistent vid UK College of Pharmacy, och första författare på tidningen.