Den vanligaste testremsan som folk kan tänka sig för diagnos är ett graviditetstest hemma. Gravida kvinnor har stadigt ökande nivåer av biomarkören humant koriongonadotropin (hCG), som lätt kan upptäckas i urin och en tunn, färgglada remsor av antikroppar visas när hCG är närvarande.

Dock, det finns mycket mer hCG i kissa än det finns av cancerbiomarkörer i blod. Att identifiera minutkoncentrationer är den största utmaningen med teststickor som har utvecklats för att upptäcka allt från cancer till infektionssjukdomar till hjärtproblem. Den faktiska randen på pappret är helt enkelt inte tillräckligt känslig för att ändra färg för att ett mänskligt öga lätt ska kunna se det vid koncentrationer som gör en livsavgörande skillnad.

Någon nanopartikelbling kan förändra det. Och det skulle inte i någon större utsträckning påverka kostnaden för nuvarande testremsor enligt ny forskning ledd av Xiaohu Xia, en biträdande professor i kemi vid Michigan Technological University. Forskningen publicerades nyligen i Nanobokstäver .

Guldnanopartiklar har använts i stor utsträckning i decennier för in vitro-diagnostik för att göra medicinsk vård och behandlingsbeslut snabbare och enklare för läkare och patienter. Det som är nytt med Xias forskning är att lägga till en dubbel funktion till nanopartikeln genom att dekorera varje liten sfär i ett tunt skinn av platina.

Om du gör det blir det lättare för blotta ögat att observera förändringar på teststickan. Det ökar också noggrannheten och ger kvantifierbara resultat för extremt låga koncentrationer av viktiga biomarkörer, som mäts i pikogram per milliliter. I Xias studie, de fokuserade på prostata-specifikt antigen (PSA), letar efter signaler om bara biljondelar av ett gram i en enda droppe blod.

"Vi kräver att detektionen är mycket känslig, " Xia säger, förklarar att platina är en bra katalysator och lite räcker långt för att öka den kemiska reaktionen som får en testremsa att dyka upp. "Guldnanopartiklar har en distinkt röd färg och så länge platina är ultratunt, det röda av guldnanopartiklarna kommer att synas igenom."

Xias team tog den förbättringen ett steg längre:de skapade ett lågkänsligt läge (färg från guldnanopartikelkärnor) och ett högkänsligt läge (färg producerad av platinaskinn genom katalys) för att upptäcka PSA. Som bilden nedan visar, högkänslighetsläget förbättrar synligheten avsevärt för teststickor; läget för låg känslighet är i paritet med kommersiellt tillgängliga teststickor.

Vad mer är att Xia uppskattar att den tunna platinahuden inte nämnvärt kommer att öka kostnaden för nuvarande guld nanopartikeltestremsor på marknaden och designen är kompatibel med att upptäcka andra typer av cancerbiomarkörer.

"En nyckelkomponent i testremsan är antikropparna, som är unika för varje cancerbiomarkör, och är kommersiellt tillgängliga, " säger han. "Vi kan enkelt ersätta antikroppen, så det här är en allmän detektionsplattform."

Nästa steg säger Xia är att verifiera applikationen för andra cancerbiomarkörer och till och med experimentera med applikationer för infektionssjukdomar.

"Fördelen med denna teknik är enkel, ” säger han. ”Point-of-care apparater betyder att folk kan köpa dem och göra diagnos på egen hand; på en klinik, det här är en billig och snabb teknik som också förbättrar diagnosen och därmed behandlingen."

Allt som behövdes var lite dekoration. Att lägga till lite nytt platinabling till nanopartiklar av gammaldags guld kommer att hjälpa till att driva förbättrad testremsteknologi ut ur laboratorier till kliniker och hem.