超灵敏度！量子感测器提供了前所未有的核磁共振

UPV/EHU物理化学系量子技术信息科学(QUTIS)小组的一项研究，已经为量子感测器制作了一系列协议，可以通过使用最小剂量辐射的单个生物分子核磁共振来获得图像，研究结果发表在《物理评论快报》上。核磁共振(NMR)有多种应用，如医学成像、神经科学和药物和爆炸物的检测。在量子感测器的帮助下，核磁共振(NMR)已经适应了纳米尺度的工作，它有可能影响生命科学、生物学和医学等学科，并提供无与伦比的精度和灵敏度的测量。作者Jorge Casanova博士和Ikerbasque教授Enrique Solano说：

博科园-科学科普：我们希望量子感测器和动态解耦技术的结合能够实现单个生物分子的核磁共振成像。这种量子增强的核磁共振“将能够解决微小皮石样品中的化学变化，产生具有无与伦比灵敏度的生物感测器，并为生物分子和生物过程的结构、动力学和功能提供新的见解。提高核磁共振装置灵敏度的一个基本工具是施加大磁场，使我们的样本极化，增强信号，增强相干性”。例如在核磁共振成像(MRI)中，人体受到超导线圈产生的大磁场的作用。然而当这些样品与量子感测器连接时，存在一些问题，因为样品振动的速度可能比感测器跟随的速度快得多。

图片：CC0 Public Domain

在发表在《物理评论快报》(Physical Review Letters)上的论文中，作者们开发了一种协议，允许量子感测器测量任意样本中的核和电子自旋，即使它们发生在大磁场中。这些方法利用低功率微波辐射桥接感测器与样品之间的能量差。该协议比以前技术需要更少的能量，这不仅将感测器的工作状态扩展到更强的磁场，而且防止了使用传统协议和微波功率时产生的生物样品加热。因此，这项研究工作开辟了一条新的研究路线，为在生物样品和大型生物分子研究中安全使用纳米核磁共振技术铺平了道路。

博科园-科学科普｜研究/来自: 巴斯克大学

参考期刊文献:《物理评论快报》

DOI: 10.1103/PhysRevLett.122.010407

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