Nhóm của Lee đã phát triển các tụ điện rỗng nano (nano-gap capacitors) (khơng gian điện cực 50 nm) với mẫu dị ssDNA cố định trên bề mặt điện cực. Các tính chất điện mơi của mẫu dị ssDNA và dsDNA tạo thành khi lai với đích là khác nhau và có thể đo được thơng qua các đo đạch ñiện dung trong những tụ ñiện rỗng nano này [30]. Brasuel và cộng sự ñã phát triển các ñiện cực PEBBLE (Probes Encapsulated By Biologically Localized Embeđing) nhạy với O và dùng trong giám sát các tế bào sống [142].
Có thể xác định trình tự ssDNA căn cứ trên sự vận chuyển điện tích của các chuỗi DNA qua lỗ nano trên màng silicon nitride [143] hoặc qua lỗ α-hemolysis trên màng lipid kép (hình 34) [144]. ðường kính lỗ trong cả hai trường hợp <10nm. Hiện cũng đang có các nghiên cứu dùng kênh nano để duỗi thẳng phân tử DNA, giúp đơn giản hóa q trình giải trình tự [34]. Tốc độ giải trình tự ước tính dùng lỗ nano là 1000 - 10.000 base/giây, lớn hơn rất nhiều so với con số ~30.000 base/ngày với các máy giải trình tự truyền thống [145].
Hình 34. Kênh α-hemolysin ñược thể hiện mặt cắt ngang ñược gắn với một lớp lipid kép. Khi có điện áp, mạch ñơn DNA poly(dC) ñược ñiều khiển ñi qua lỗ bởi ñiện trường [Theo 145].
Xu cùng cộng sự ñã phát triển một phương pháp mới dựa trên QD ñể xác ñịnh SNP với hiệu năng cao [146]. Dubertret và cộng sự đã nang hóa từng tinh thể QD trong khối phospholipid-micell ñồng polymer và kết nối mixell-tinh thể này với DNẠ Sau khi tiêm vào phôi của Xenopus, phức hệ này đóng vai trị như mẫu dị phát huỳnh quang và lai với các trình tự bổ sung ñặc hiệu, cho phép theo dõi quá trình phát triển của phôi [147]. Maxwell cùng cộng sự [148] và Dubertret cùng cộng sự [39] ñã khai thác tiềm năng của các tinh thể chất keo nano vàng ñể làm tắt thuốc nhuộm phát huỳnh quang trong các thí nghiệm phân biệt oligonucleotide với chỉ một base khác biệt. Một ví dụ nữa là các mẫu dị gắn hạt nano vàng kết hợp với vi chíp răng lược (mirocantilever) để phân biệt một nucleotide sai khác [149] và ñể chuyển ñổi phân tử gắn nhằm phát hiện sự sai khác ở mức µm [150]. Arun Majumdar và đồng sự đã sử dụng vi chíp răng lược để phát hiện SNP trong DNA đích dài 10 nucleotide, khơng cần đánh dấu huỳnh quang hoặc phóng xạ [151, 152].
McKnight và cộng sự ñã chứng minh sự kết hợp chức năng của các mẫu dò sợi nano carbon trong tế bàọ Khả năng sống của các tế bào sau khi gắn mẫu dị được chứng minh bởi sự biểu hiện dài hạn của các gene mã hóa protein phát huỳnh quang xanh ñược biểu hiện chủ yếu trên các plasmid liên kết cộng hóa trị với các sợi nanọ Khi sợi nano và các plasmid vẫn liên kết, sự ñiều khiển hướng đích và trực tiếp của sự biểu hiện của các gene ñược kết hợp dường như là khả thi [153].
Li và cộng sự ñã tạo ra và dùng nanobarcode ñể phát hiện DNA của một số loại sinh vật gây bệnh dựa trên tín hiệu huỳnh quang với ñộ nhạy (attomole) và tốc ñộ phát hiện rất cao [56]. Cơng nghệ phát hiện DNA đã được Chad Mirkin và đồng sự phát triển [154]. Dubbed ‘bio-barcode’ có ñộ nhạy 500 zeptomolar (zepto = 10–21) cạnh tranh với PCR. Hơn nữa, ưu ñiểm lớn so với PCR là khơng cần khuếch đại bởi enzyme và có thể áp dụng với protein, cũng như DNẠ
Nhóm của Lieber ñi tiên phong trong việc sử dụng NT carbon fullerene thành đơn như các đầu dị trong kính hiển vi ñiện tử (AFM) ñể chụp ảnh các ñại phân tử sinh học như kháng thể, DNA, α-amyloid protofibril [155].
Santra và cộng sự đã nang hóa các phức hệ ruthenium trong các lớp silica mỏng ñể nhận biết tế bào bạch cầu [156].
ðiện cực sinh học nano cũng được dùng để phát hiện nitric oxide qua tín hiệu huỳnh quang của cytochrome c9 hoặc cytochrome c’ (biến thể của cytochrome c trong đó nhóm heme được gắn với hai cysteine) ñánh dấu huỳnh quang [157].