新型量子生物传感器利用金刚石纳米粒子革新细胞生物学

- 芝加哥大学的科学家们推出了一款突破性的量子生物传感器，有望彻底改变我们研究细胞和诊断疾病的方式。这项创新技术是与爱荷华大学的研究人员合作开发的，它利用涂有特殊工程外壳的金刚石纳米粒子，其灵感来自QLED电视背后的技术。 这种生物传感器的核心在于使用金刚石纳米晶体。这些微小的金刚石在被引入活细胞后，可以充当高度敏感的探针，使科学家能够监测细胞过程并在疾病的早期阶段检测疾病。然而，一个主要的挑战是保持这些纳米粒子在细胞内的量子特性，因为它们的性能经常会下降。 研究小组通过借鉴QLED电视技术解决了这个问题。他们用硅氧烷外壳涂覆了金刚石纳米粒子，这种材料增强了金刚石的量子特性，并防止免疫系统将它们识别为异物。这种创新方法不仅提高了传感器的灵敏度，而且还提供了关于表面修饰如何影响材料量子行为的新见解。 结果是显著的。研究人员观察到自旋相干性提高了四倍，这是传感器性能的关键因素。他们还发现，硅氧烷外壳从根本上改变了金刚石内的量子行为，从而提供了一种更稳定、更灵敏的方式来读取来自活细胞的信号。这一突破解决了量子传感领域长期存在的谜团，并为工程创新和基础研究开辟了新的途径。 该论文的主要作者 Uri Zvi 说：“最终的影响不仅仅是一个更好的传感器，而是一个用于在量子纳米材料中工程化相干性和电荷稳定性的新定量框架。” 这一发现有可能改变医学诊断，实现更早、更准确的疾病检测，并提供对细胞生物学的更深入理解。