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德国慕尼黑工业大学科研团队发明核自旋显微镜,利用量子传感器将核磁共振磁信号转换为光信号,实现高分辨率成像。该技术为分子水平微观世界探索开辟新途径,未来应用前景广阔。

  德国慕尼黑工业大学科研团队发明了一种革命性的显微镜——核自旋显微镜。这项创新技术利用量子传感器,将核磁共振磁信号高效转换为光信号,并呈现出高分辨率图像,为分子水平上的微观世界探索开辟了新途径。研究成果已在新一期《自然·通讯》杂志上发表。

  磁共振成像(MRI)技术通过强磁场创建人体器官和组织的精细图像,利用体内氢核磁场差异区分不同组织。然而,探索单细胞内微观结构仍需新突破。此次,科研团队成功将MRI技术拓展至更微观领域。

  该技术的核心在于人造金刚石制成的量子传感器,其氮空位中心能精准测量纳米级磁场。这种专门制备的金刚石作为MRI磁场的高灵敏度量子传感器,展现了卓越性能。

  量子传感器将磁共振信号转换为光信号,激光照射下产生含MRI信息的荧光信号,由高速摄像机捕捉,实现0.1微米分辨率的微观成像。

  核自旋显微镜未来有望观测单个细胞结构,应用前景广泛。在癌症研究中,它能提供肿瘤生长和扩散的新视角;药物研究可在分子层面高效测试和优化活性成分;材料科学领域则可分析薄膜材料或催化剂的化学成分。

(文章来源:科技日报)