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- 量子傳感器以前所未有的靈敏度提供磁共振
- 來源：賽斯維傳感器網(wǎng) 發(fā)表于 2020/12/15
UPV / EHU物理化學系的量子信息科學技術(shù)小組（QUTIS）進行的一項研究，為量子傳感器制定了一系列協(xié)議，這些協(xié)議可以允許通過使用單個生物分子的核磁共振獲得圖像。輻射量最小。該結(jié)果已發(fā)表在《物理評論快報》上。
核磁共振（NMR）有多種應用，例如醫(yī)學成像，神經(jīng)科學以及毒品和爆炸物的檢測。在量子傳感器的幫助下，NMR已適應于在納米范圍內(nèi)工作，它有可能影響生命科學，生物學和醫(yī)學等學科，并提供無與倫比的精確度和靈敏度的測量。
“我們希望將量子傳感器與動態(tài)去耦技術(shù)相結(jié)合，可以對單個生物分子進行NMR成像，”作者Jorge Casanova博士和Ikerbasque教授Enrique Solano寫道。這種量子增強的NMR“將能夠解決微小的皮升樣品中的化學位移，生產(chǎn)出具有無與倫比的靈敏度的生物傳感器，并為生物分子和生物過程的結(jié)構(gòu)，動力學和功能提供新的見解。”
他們寫道，提高NMR設置靈敏度的基本工具是施加大磁場“使我們的樣品極化，增強信號并增加相干性”。例如，在MRI中使用這種策略，在該方法中，人體會受到超導線圈產(chǎn)生的大磁場的影響。但是，他們指出，在將這些樣本與量子傳感器接口時會出現(xiàn)問題，“因為我們的樣本的振蕩速度可能比我們的傳感器能??夠跟蹤的快得多”。
在《物理評論快報》上發(fā)表的工作中，作者開發(fā)了一種協(xié)議，該協(xié)議允許量子傳感器測量任意樣品中的核和電子自旋，即使它們發(fā)生在大磁場中也是如此。這些方法使用低功率微波輻射來彌合其傳感器和樣品之間的能量差。
“該協(xié)議是可靠的，并且比以前的技術(shù)需要更少的能量。這不僅將傳感器的工作范圍擴展到更強的磁場，而且還防止了使用常規(guī)協(xié)議和微波功率時可能導致的生物樣品發(fā)熱。結(jié)果，這項工作開辟了一條新的研究路線，為在生物樣品和大生物分子的研究中安全使用納米級NMR鋪平了道路�！弊髡邔懙馈�
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