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新量子传感器显微镜问世 光学仪器再添“利器”！
2025年03月03日 10:42:14
来源：化工仪器网 点击量：6937
新显微镜——核自旋显微镜问世，该显微镜可通过量子传感器将核磁共振产生的磁信号转换为光信号，获得分辨率达0.1微米的微观图像，助力科研人员更加深入观察和理解细胞内部的结构和活动。
近日，德国慕尼黑工业大学领导的科研团队取得了一项突破性发明：一种新的显微镜——核自旋显微镜。该显微镜可通过量子传感器将核磁共振产生的磁信号转换为光信号，并显示为高分辨率图像。该技术为在分子水平上理解微观世界开辟新的可能性。相关研究成果发表在新一期《自然·通讯》杂志上。
磁共振成像(MRI)技术利用磁场创建人体器官和组织的详细图像，是现代医学诊断中的重要工具。传统的MRI设备会产生非常强的磁场，与体内氢核的微小磁场相互作用。由于氢原子在不同类型的组织中以特定的方式分布，因此可以区分出器官、关节、肌肉和血管等不同结构。然而，对于更微观的单细胞内部结构，传统MRI技术显得力不从心，这便促使科学家寻找更为精细的研究手段。
此次研究团队将MRI技术的应用范围扩展到更加微观的领域。新方法的核心部件是一种由人造金刚石制成的量子传感器。这种金刚石中的氮空位中心能够精确测量纳米级磁场。通过这一新型传感器，研究人员可以探测到单细胞内甚至分子水平的磁信号。
当传感器受到激光照射时，它会产生包含MRI信息的荧光信号。该信号由高速摄像机记录，可获得分辨率达到0.1微米的微观图像。这意味着科学家们可以更加深入地观察和理解细胞内部的结构和活动。例如，在癌症研究中可获得对肿瘤生长和扩散的新见解；在药物研究中，可在分子水平上有效测试和优化活性成分；在材料科学领域，可用于分析薄膜材料或催化剂的化学成分。
这款新量子传感器显微镜的发明为科学界开辟了新的视野，使人类在分子水平上理解微观世界的能力大大提升，推动研究微观世界进入一个新的阶段，为各个领域的发展带来深远的影响。未来，随着技术的不断优化和发展，相信它将在更多领域展现出巨大的应用前景，推动科学研究和技术进步，并揭示更多未知的奥秘。
素材来源：科技日报
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