Новий квантовий біосенсор революціонізує клітинну біологію за допомогою алмазних наночастинок

– Вчені з Чиказького університету представили новаторський квантовий біосенсор, який має на меті революціонізувати спосіб вивчення клітин та діагностики захворювань. Ця інноваційна технологія, розроблена у співпраці з дослідниками з Університету Айови, використовує алмазні наночастинки, покриті спеціально розробленою оболонкою, натхненною технологією, що лежить в основі телевізорів QLED. Основою цього біосенсора є використання алмазних нанокристалів. Ці крихітні алмази, введені в живі клітини, можуть діяти як високочутливі зонди, дозволяючи вченим контролювати клітинні процеси та виявляти захворювання на їхніх найраніших стадіях. Однак основною проблемою було збереження квантових властивостей цих наночастинок всередині клітини, оскільки їхня продуктивність часто погіршується. Дослідницька група вирішила цю проблему, надихнувшись технологією телевізорів QLED. Вони покрили алмазні наночастинки оболонкою з силоксану, матеріалу, який покращує квантові властивості алмазів і запобігає розпізнаванню їх імунною системою як сторонніх об'єктів. Цей інноваційний підхід не тільки покращив чутливість сенсора, але й надав нові уявлення про те, як модифікації поверхні можуть впливати на квантову поведінку матеріалу. Результати були вражаючими. Дослідники спостерігали до чотирикратного покращення спінової когерентності, ключового фактора продуктивності сенсора. Вони також виявили, що оболонка з силоксану принципово змінила квантову поведінку всередині алмазу, що призвело до більш стабільного та чутливого способу зчитування сигналів з живих клітин. Цей прорив вирішує давню загадку в галузі квантової сенсорики та відкриває нові шляхи як для інженерних інновацій, так і для фундаментальних досліджень. «Кінцевий вплив – це не просто кращий сенсор, а нова, кількісна структура для проектування когерентності та стабільності заряду в квантових наноматеріалах», – сказав Урі Зві, провідний автор статті. Це відкриття має потенціал перетворити медичну діагностику, забезпечуючи більш раннє та точне виявлення захворювань, а також пропонуючи глибше розуміння клітинної біології.