دانشمندان با استفاده از نانوساختارهای اکسید روی (ZnO) موفق به افزایش سرعت، دقت و عملکرد آرایه‌های حسگر DNA شدند. این گروه معتقد است با چیدمان هوشمند نانوساختارهای ZnO، این مواد بسیار مؤثر خواهند شد و می‌توان آنها را در تشخیص عوامل زیستی مانند باسیل‌های سیاه زخم مورد استفاده قرار داد.
استفاده از نانوساختارهای اکسید روی برای شناسایی سیاه‌زخم
دانشمندان با استفاده از نانوساختارهای اکسید روی (ZnO) موفق به افزایش سرعت، دقت و عملکرد آرایه‌های حسگر DNA شدند. این گروه معتقدند با چیدمان هوشمند نانوساختارهای ZnO، این مواد بسیار مؤثر خواهند شد و می‌توان آنها را در تشخیص عوامل زیستی مانند باسیل‌های سیاه زخم مورد استفاده قرار داد. این نانوساختارها با تشخیص توالیهای DNA مواد زیستی خطرناک از DNA دیگر گونه‌ها، آنها را شناسایی می‌کنند.
پروفسور جنگ-این هام (Jong-in Hahm ) از دانشکده مهندسی شیمی Penn state و همکارانش در پروژه خود تحت عنوان توالیهای DNA فوق حساس شناساگر با استفاده از آرایه‌های نانوساختار ZnO که در مجله آن‌لاین Nanotechnology به چاپ رسیده است، به بررسی ساختارهای پیونددهنده کووالانسی و غیرکووالانسی نانوساختارهای ZnO و DNA پرداخته‌اند.
این محققان دریافته‌اند که استفاده از نانومواد ZnO باعث افزایش قدرت جذب سیگنال‌های فلوئورسانس DNA می‌گردد. ایجاد پیوندهای کووالانسی میان ZnO و DNA باعث ایجاد حساسیت بالا در تشخیص عوامل تهدید کننده در نمونه‌های با غلظت در حد چند فمتومولار می‌گردد، در حالی که در مورد پیوندهای غیرکووالانسی این حساسیت به محدوده نانومولار می‌رسد. خانم هام معتقد است که حضور زیرلایه‌های نانوساختاری ZnO جهت افزایش حساسیت در شناسایی فلوئورسانس در DNAهای هیبرید شده بسیار ضروری است و موجب تشخیص سریع و دقیق عوامل زیستی می‌گردد.
چیدمان ابتکاری نانومواد به منظور استفاده به عنوان زیرلایه در حسگرهای زیستی پیشرفته بسیار مفید است و باعث افزایش حساسیت در شناسایی فلوئورسانس مولکول‌های زیستی می‌گردد. در این میان نانوساختارهای ZnO به دلیل دارا بودن خواص نوری ایده‌آل، داشتن شکاف باند عریض نزدیک به سه الکترون ولت، و نیاز به انرژی بالا جهت برانگیختگی که در دمای اتاق، ۶۰ الکترون ولت است، بسیار مورد توجه دانشمندان قرار دارد. نمونه‌هایی از کاربردهای ZnO شامل سلول‌های خورشیدی، لیزر فرابنفش، تجهیزات لومینسانس و دستگاه نشر نور با طول موج کوتاه می‌باشد.
هام معتقد است که اکسید روی نانومقیاس، جهت اهداف تشخیص نوری بسیار مفید است و در محیط‌های تشخیص زیست‌مولکولی بسیار پایدار بوده، دارای خواص ایده‌آل نوری می‌باشند. این مواد از روش‌های سنتزی مختلف به راحتی قابل تهیه هستند.
علی‌رغم فایده‌بخشی و اثبات توانایی‌های ZnO، مکانسیم فعالیت آنها در کاربرد حسگرهای زیستی هنوز به طور کامل مشخص نشده است و برای اولین بار، گروه هام توانسته است از نانوساختارهای ZnO به طور موفقیت‌آمیزی در بدنه حسگرهای زیستی استفاده کند. به نظر خانم هام، روش سنتز آنها می‌تواند با کمی اصلاح در فرایندهای تولید صنعتی، برای تولید تجاری آرایه‌ها و تراشه‌های زیستی مورد استفاده واقع گردد. با ادغام دستگاه تشخیص فلوئورسانس رایانه‌ای و دستگاه نمونه‌برداری اتوماتیک رایج در بازار می‌توان با استفاده از نانوساختارهای ZnO به عنوان زیرلایه افزایش‌دهنده جذب سیگنال، به آرایه‌های حسگر DNA با توانایی و قدرت بالا دست یافت.
پروژه آینده این گروه یافتن مکانسیم دقیق قابلیت افزایش جذب فلوئورسانس، توسط نانوساختارهای ZnO است. آنها همچنین قصد دارند تا نانوساختارهای ZnO را برای شناسایی دیگر مولکول‌های زیستی مانند پروتئین‌ها و سلول‌ها مورد آزمایش قرار دهند.
