量子传感器提供前所未有的灵敏度磁共振

量子传感器提供前所未有的灵敏度磁共振

核磁共振(NMR)是一种隐藏在各种应用背后的技术，如医学成像、神经科学或药物和爆炸物的检测。在量子传感器的帮助下，NMR已经适应了纳米尺度的工作，在纳米尺度下，它有潜力影响许多学科，如生命科学、生物学、医学，并提供无与伦比的精度和灵敏度的测量。

特别是,“我们希望量子传感器的组合和动态解耦技术允许单个生物分子核磁共振成像”的作者说,包括Jorge Casanova博士(Ikerbasque研究员)和Ikerbasque恩里克索拉诺教授,在量子信息科学技术(QUTIS)群UPV / EHU物理化学、CSIC的研究人员,以及乌尔姆大学(德国)。他们补充说，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，产生灵敏度无与伦比的生物传感器，并为生物分子的结构、动力学和功能以及生物过程提供新的见解”。

他们指出，在这种情况下，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影响。然而，当这些样品与我们的量子传感器连接时，就会出现问题，“因为我们的样品振动的速度可能比我们的传感器跟随的速度快得多。”

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，允许量子传感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传感器与样品之间的能量差。

该协议是健壮的，比以前的技术需要更少的能量。这不仅将传感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。