新型量子生物感測器利用鑽石奈米粒子革新細胞生物學

- 芝加哥大學的科學家們推出了一款突破性的量子生物感測器，有望徹底改變我們研究細胞和診斷疾病的方式。這項創新技術是與愛荷華大學的研究人員合作開發的，它利用塗有特殊工程外殼的鑽石奈米粒子，其靈感來自QLED電視背後的技術。 這種生物感測器的核心在於使用鑽石奈米晶體。這些微小的鑽石在被引入活細胞後，可以充當高度敏感的探針，使科學家能夠監測細胞過程並在疾病的早期階段檢測疾病。然而，一個主要的挑戰是保持這些奈米粒子在細胞內的量子特性，因為它們的性能經常會下降。 研究小組通過借鑒QLED電視技術解決了這個問題。他們用矽氧烷外殼塗覆了鑽石奈米粒子，這種材料增強了鑽石的量子特性，並防止免疫系統將它們識別為異物。這種創新方法不僅提高了感測器的靈敏度，而且還提供了關於表面修飾如何影響材料量子行為的新見解。 結果是顯著的。研究人員觀察到自旋相干性提高了四倍，這是感測器性能的關鍵因素。他們還發現，矽氧烷外殼從根本上改變了鑽石內的量子行為，從而提供了一種更穩定、更靈敏的方式來讀取來自活細胞的信號。這一突破解決了量子感測領域長期存在的謎團，並為工程創新和基礎研究開闢了新的途徑。 該論文的主要作者 Uri Zvi 說：「最終的影響不僅僅是一個更好的感測器，而是一個用於在量子奈米材料中工程化相干性和電荷穩定性的新定量框架。」 這一發現有可能改變醫學診斷，實現更早、更準確的疾病檢測，並提供對細胞生物學的更深入理解。