Une forme de carbone inhabituelle et très excitante - qui peut être créée en dessinant sur du papier - semble détenir la clé du temps réel, séquençage d'ADN à haut débit, une technique qui allait révolutionner la recherche et les tests médicaux.

Dirigé par le Dr Jiri Cervenka et le doctorant Nikolai Dontschuk de l'Université de Melbourne, l'étude a également inclus des scientifiques de l'Australian Synchrotron et de l'Université de La Trobe et est publiée dans Communication Nature .

Les chercheurs australiens ont montré que le graphène, une feuille de carbone d'une épaisseur d'un atome disposée de manière hexagonale, en forme de grillage - peut détecter les quatre nucléobases qui composent l'ADN (cytosine, guanine, adénine et thymine).

Une combinaison unique des quatre nucléobases constitue la séquence d'ADN individuelle d'un gène. Actuellement, Le séquençage de l'ADN est un outil fondamental pour le diagnostic médical, les tests médico-légaux et la recherche médicale et biologique.

L'utilisation du graphène pour séquencer électriquement l'ADN promet d'améliorer la vitesse, débit, fiabilité et précision tout en réduisant le prix par rapport aux techniques actuelles, a déclaré Nikolai Dontschuk de l'Université de Melbourne.

"Nous avons découvert que chaque nucléobase influençait la structure électronique du graphène d'une manière sensiblement différente, ", a déclaré M. Dontschuk.

"Lorsqu'il est utilisé en conjonction avec un nanopore (un petit trou), une seule molécule d'ADN passerait à travers le capteur électrique à base de graphène - comme une seule chaîne de perles passant à travers une section de minuscule grillage, permettant le temps réel, séquençage à haut débit d'une seule molécule d'ADN."

L'équipe de recherche a mené les premières expériences pour combiner des mesures électriques in situ de transistors à effet de champ à base de graphène (GFET) avec la spectroscopie de photoémission sur la ligne de faisceau de spectroscopie de rayons X mous du Synchrotron.

Après avoir comparé les résultats expérimentaux et synchrotron, l'équipe a prédit que la détection d'une molécule unique de la guanine, cytosine et thymine par des dispositifs de graphène en vrac pourraient être réalisées.

Le graphène est le premier matériau bidimensionnel au monde, avec chaque feuille composée de couches simples de carbone. Lorsque ceux-ci sont empilés ensemble, ils font du graphite, que l'on retrouve dans les crayons à dessin. Lorsque vous dessinez au crayon, des morceaux de graphite se décollent, laissant parfois une couche d'un seul atome d'épaisseur, qui est le graphène.

Bien que le graphène ait été étudié comme structure théorique depuis quelques décennies, il n'a été officiellement découvert qu'en 2004, quand Andre Geim et Konstantin Novoselov ont signalé qu'ils avaient préparé du graphène stable en quantités suffisantes pour effectuer des mesures analytiques.

Leur nouvelle méthode de préparation consistait à utiliser du ruban adhésif pour séparer des sections de graphite en couches de plus en plus minces, qu'ils ont ensuite transférés sur des plaquettes de silicium. Pour leurs efforts, Geim et Novoselov ont reçu le prix Nobel de physique 2010.