Chicago, EE. UU. - Científicos de la Universidad de Chicago han presentado un innovador biosensor cuántico, que está a punto de revolucionar la forma en que estudiamos las células y diagnosticamos enfermedades. Esta tecnología innovadora, desarrollada en colaboración con investigadores de la Universidad de Iowa, utiliza nanopartículas de diamante recubiertas con una capa especialmente diseñada, inspirada en la tecnología detrás de los televisores QLED.
El núcleo de este biosensor reside en el uso de nanocristales de diamante. Estos diminutos diamantes, cuando se introducen en células vivas, pueden actuar como sondas altamente sensibles, lo que permite a los científicos monitorear los procesos celulares y detectar enfermedades en sus etapas más tempranas. Sin embargo, un desafío importante ha sido mantener las propiedades cuánticas de estas nanopartículas una vez dentro de una célula, ya que su rendimiento a menudo se degrada.
El equipo de investigación abordó este problema inspirándose en la tecnología de los televisores QLED. Recubrieron las nanopartículas de diamante con una capa de siloxano, un material que mejora las propiedades cuánticas de los diamantes y evita que el sistema inmunológico los reconozca como objetos extraños. Este enfoque innovador no solo mejoró la sensibilidad del sensor, sino que también proporcionó nuevos conocimientos sobre cómo las modificaciones de la superficie pueden influir en el comportamiento cuántico de un material.
Los resultados fueron notables. Los investigadores observaron una mejora de hasta cuatro veces en la coherencia de espín, un factor clave en el rendimiento del sensor. También descubrieron que la capa de siloxano alteraba fundamentalmente el comportamiento cuántico dentro del diamante, lo que conducía a una forma más estable y sensible de leer las señales de las células vivas. Este avance resuelve un misterio de larga data en el campo de la detección cuántica y abre nuevas vías para la innovación en ingeniería y la investigación fundamental.
"El impacto final no es solo un mejor sensor, sino un nuevo marco cuantitativo para la ingeniería de la coherencia y la estabilidad de la carga en nanomateriales cuánticos", dijo Uri Zvi, el autor principal del artículo. Este descubrimiento tiene el potencial de transformar el diagnóstico médico, permitiendo una detección de enfermedades más temprana y precisa, y ofreciendo una comprensión más profunda de la biología celular.