Чикаго, США - Ученые из Чикагского университета представили революционный квантовый биосенсор, призванный произвести революцию в способах изучения клеток и диагностики заболеваний. Эта инновационная технология, разработанная в сотрудничестве с исследователями из Университета Айовы, использует алмазные наночастицы, покрытые специально разработанной оболочкой, вдохновленной технологией, лежащей в основе QLED-телевизоров.
В основе этого биосенсора лежит использование нанокристаллов алмаза. Эти крошечные алмазы, введенные в живые клетки, могут действовать как высокочувствительные зонды, позволяющие ученым контролировать клеточные процессы и обнаруживать заболевания на самых ранних стадиях. Однако основной проблемой было поддержание квантовых свойств этих наночастиц внутри клетки, поскольку их производительность часто ухудшается.
Исследовательская группа решила эту проблему, вдохновившись технологией QLED-телевизоров. Они покрыли алмазные наночастицы оболочкой из силоксана, материала, который улучшает квантовые свойства алмазов и предотвращает распознавание их иммунной системой как чужеродных объектов. Этот инновационный подход не только улучшил чувствительность датчика, но и предоставил новые сведения о том, как модификации поверхности могут влиять на квантовое поведение материала.
Результаты были замечательными. Исследователи наблюдали до четырехкратного улучшения спиновой когерентности, ключевого фактора производительности датчика. Они также обнаружили, что оболочка из силоксана коренным образом изменила квантовое поведение внутри алмаза, что привело к более стабильному и чувствительному способу считывания сигналов из живых клеток. Этот прорыв решает давнюю загадку в области квантовой сенсорики и открывает новые пути для инженерных инноваций и фундаментальных исследований.
«Конечным результатом является не просто лучший датчик, а новая, количественная основа для разработки когерентности и стабильности заряда в квантовых наноматериалах», — сказал Ури Зви, ведущий автор статьи. Это открытие может преобразовать медицинскую диагностику, обеспечивая более раннее и точное обнаружение заболеваний и предлагая более глубокое понимание клеточной биологии.