德国慕尼黑工业大学领导的科研团队创造一种新的显微镜——核自旋显微镜。它可经过量子传感器将核磁共振发生的磁信号转换为光信号,并显现为高分辨率图画。该技能为在分子水平上了解微观世界拓荒了新的可能性。研讨成果宣布在新一期《坚守·通讯》杂志上。
磁共振成像(MRI)技能可利用磁场创立人体器官和安排的具体图画。MRI设备会发生十分强的磁场,与体内氢核的细小磁场相互作用。因为氢原子在不一样的安排中以特定的办法散布,因而可区别器官、关节、肌肉和血管。但假如想了解单细胞内微观结构中发生的状况,人们就需要新的办法。
此次团队把MRI技能扩展到愈加微观的范畴。新办法的核心部件是一种由人工金刚石制成的量子传感器。金刚石中的氮空位中心可测量纳米级磁场。这种在原子水平上专门制备的金刚石可用作MRI磁场的高灵敏度量子传感器。
量子传感器可将磁共振信号转换为光信号。当遭到激光照耀时,它会发生包括MRI信息的荧光信号。该信号由高速摄像机记载,可获得分辨率到达0.1微米的微观图画。
新显微镜未来乃至可看到单个细胞结构,潜在的使用远景宽广。例如在癌症研讨中可获得对肿瘤成长和分散的新见地;在药物研讨中,可在分子水平上有用测验和优化活性成分;在资料科学范畴,可用于剖析薄膜资料或催化剂的化学成分。(记者李山)