Nanotenologi ger möjligheter att få en helhet, snabbare enklare diagnosik som förklara hur vi egentligen mår på ett effektivt sätt. Med en tidig diagnos av en sjukdom ger möjlighet till en effektivare behandling.
DNA-sekvensering
Tack vare Francis Crick, James Watson och senare Franklin, och Wilkins forskning kan vi förstå DNA ets uppbyggnad och struktur. DNA lagrar genetisk information i en proteinkod som är uppbyggd med en helixspiral som innehåller de fyra basen paren : A- Adenine, T –Thymine, C – Cytosine G- Guanin. Mänskliga kromosomer har mellan 50.000.000 till 300.000.000 baspar och varje människa har 46 (23 par) av dessa kromosomer. Det betyder att vi totalt har cirka 3,2 miljarder baser av DNA!
För närvarande kan vi inte sekvensera ett genom, eller till och med en enda kromosom, från början till slut. Vi måste bryta upp det i mindre, mer hanterbara bitar eller fragment. Ordningen och antalet baser i dessa fragment av DNA identifieras sedan genom tekniker som märker varje bas individuellt. Från denna information kan forskare utarbeta DNA-sekvensen och ta reda på många andra intressanta saker om vår genetiska tillstånd. Tidigare var DNA-sekvensering dyrt, tekniskt utmanande och långsamt. Det tog flera år att sekvensera bara en eller två gener! Under det senaste decenniet har DNA-sekvenseringstekniker utvecklats snabbt. Vi kan nu sekvensera ett helt mänskligt genom, alla 3,2 miljarder bokstäver, på några timmar och för mycket mindre pengar.
Den tredje generationens DNA-sekvenseringstekniker som utvecklas nu för att göra billig genomsekvensering till en verklighet. Då tiden och kostnaderna för att sekvensera det mänskliga genomet blir det blir möjligt att få personliga genomics till patienter, vilket innebär att de kommer att få läkemedel och doser anpassade till sin egen genom-kod. Det finns inte bara genetiska skillnader mellan olika patienter men också genetiska skillnader mellan till exempel olika cancerformer av samma organ som diagnostiserats hos olika patienter eller till och med från olika platser i samma patient, vilket i hög grad kan påverka framgången för en terapi.
Man borrar ett nm stort hål, nanopor, genom ett grafenmembran. Enkla molekyler av långa DNA – kedjor dras genom en nanoporen precis som en tråd dras genom ett nålsöga. När en DNA-kedja passerar genom nanoporen kan A-, G-, C- eller T-nukleotid, som är bokstäverna i den genetiska koden blockeras jonflödet, vilket resulteras i en karakteristisk elektrisk signal. Det här speglar DNA-molekylens storlek och konformation. Membranet hindrar joner och vatten från att strömma genom det, kan grafenmembranet locka olika joner och andra kemikalier till sina två atomiskt täta ytor. Detta påverkar grafens elektriska ledningsförmåga och kan användas för kemisk avkänning.
En alternativ metod använder sig av tunneleffekterna som uppkommer med Quantum fysik för att sekvensera DNA-molekyler. Man använder nanosprickor, ytterst små sprickor eller luftgap, kallad tunnelövergång, som kräver minsta tänkbara luftgap, i storleksordningen några enstaka nanometer i elektriskt ledande material. Nanostrukturen, måtten på ett luftgap som genereras genom sprickning kan styras med hjälp av konventionell mikromönsterteknik. Metoden gör det möjligt att utveckla DNA-sekvensiering på mindre än en timme med en enkel USB-ansluten dockningsstation.