UPV/EHU物理化學(xué)系量子技術(shù)信息科學(xué)(QUTIS)小組的一項(xiàng)研究，已經(jīng)為量子傳感器制作了一系列協(xié)議，可以通過(guò)使用最小劑量輻射的單個(gè)生物分子核磁共振來(lái)獲得圖像，研究結(jié)果發(fā)表在《物理評(píng)論快報(bào)》上。核磁共振(NMR)有多種應(yīng)用，如醫(yī)學(xué)成像、神經(jīng)科學(xué)和藥物和爆炸物的檢測(cè)。在量子傳感器的幫助下，核磁共振(NMR)已經(jīng)適應(yīng)了納米尺度的工作，它有可能影響生命科學(xué)、生物學(xué)和醫(yī)學(xué)等學(xué)科，并提供無(wú)與倫比的精度和靈敏度的測(cè)量。作者Jorge Casanova博士和Ikerbasque教授Enrique Solano說(shuō)：

博科園-科學(xué)科普：我們希望量子傳感器和動(dòng)態(tài)解耦技術(shù)的結(jié)合能夠?qū)崿F(xiàn)單個(gè)生物分子的核磁共振成像。這種量子增強(qiáng)的核磁共振“將能夠解決微小皮石樣品中的化學(xué)變化，產(chǎn)生具有無(wú)與倫比靈敏度的生物傳感器，并為生物分子和生物過(guò)程的結(jié)構(gòu)、動(dòng)力學(xué)和功能提供新的見(jiàn)解。

提高核磁共振裝置靈敏度的一個(gè)基本工具是施加大磁場(chǎng)，使我們的樣本極化，增強(qiáng)信號(hào)，增強(qiáng)相干性”。例如在核磁共振成像(MRI)中，人體受到超導(dǎo)線圈產(chǎn)生的大磁場(chǎng)的作用。然而當(dāng)這些樣品與量子傳感器連接時(shí)，存在一些問(wèn)題，因?yàn)闃悠氛駝?dòng)的速度可能比傳感器跟隨的速度快得多。

圖片：CC0 Public Domain

在發(fā)表在《物理評(píng)論快報(bào)》(Physical Review Letters)上的論文中，作者們開(kāi)發(fā)了一種協(xié)議，允許量子傳感器測(cè)量任意樣本中的核和電子自旋，即使它們發(fā)生在大磁場(chǎng)中。這些方法利用低功率微波輻射橋接傳感器與樣品之間的能量差。該協(xié)議比以前技術(shù)需要更少的能量，這不僅將傳感器的工作狀態(tài)擴(kuò)展到更強(qiáng)的磁場(chǎng)，而且防止了使用傳統(tǒng)協(xié)議和微波功率時(shí)產(chǎn)生的生物樣品加熱。因此，這項(xiàng)研究工作開(kāi)辟了一條新的研究路線，為在生物樣品和大型生物分子研究中安全使用納米核磁共振技術(shù)鋪平了道路。

博科園-科學(xué)科普｜研究/來(lái)自: 巴斯克大學(xué)

參考期刊文獻(xiàn):《物理評(píng)論快報(bào)》

DOI: 10.1103/PhysRevLett.122.010407

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