米国シカゴ - シカゴ大学の科学者たちは、細胞の研究と病気の診断方法に革命をもたらす画期的な量子バイオセンサーを発表しました。アイオワ大学の研究者との共同で開発されたこの革新的な技術は、QLEDテレビの背後にある技術に着想を得て特別に設計されたシェルでコーティングされたダイヤモンドナノ粒子を使用しています。
このバイオセンサーの核心は、ダイヤモンドナノ結晶の使用にあります。これらの小さなダイヤモンドは、生きた細胞に導入されると、非常に高感度のプローブとして機能し、科学者が細胞プロセスを監視し、病気を初期段階で検出することを可能にします。しかし、細胞内に入った後のこれらのナノ粒子の量子特性を維持することは大きな課題であり、その性能はしばしば低下します。
研究チームは、QLEDテレビ技術から着想を得て、この問題に取り組みました。ダイヤモンドナノ粒子を、ダイヤモンドの量子特性を向上させ、免疫系がそれらを異物として認識するのを防ぐ材料であるシロキサンシェルでコーティングしました。この革新的なアプローチは、センサーの感度を向上させただけでなく、表面修飾が材料の量子挙動にどのように影響するかについての新たな洞察も提供しました。
その結果は驚くべきものでした。研究者たちは、センサーの性能の重要な要素であるスピンコヒーレンスが最大4倍向上したことを観察しました。また、シロキサンシェルがダイヤモンド内の量子挙動を根本的に変化させ、生きた細胞からの信号をより安定して高感度で読み取る方法につながることも発見しました。この画期的な発見は、量子センシング分野における長年の謎を解決し、工学イノベーションと基礎研究の両方に新たな道を開きます。
論文の筆頭著者であるUri Zvi氏は、「最終的な影響は、より優れたセンサーだけでなく、量子ナノ材料におけるコヒーレンスと電荷安定性をエンジニアリングするための新しい定量的フレームワークです」と述べています。この発見は、医療診断を変革し、より早期かつ正確な病気検出を可能にし、細胞生物学のより深い理解を提供する可能性があります。