記者10月20日從中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)獲悉,該校中國科學(xué)院微觀磁共振重點實驗室主任杜江峰、研究人員石發(fā)展、研究人員孔飛等利用單個納米金剛石內(nèi)部的氮-空位色心(NV)進行量子傳感,克服顆粒隨機轉(zhuǎn)動問題,在原位條件下探測到了溶液中順磁離子的磁共振譜。研究論文日前發(fā)表在《自然-通訊》上。
研究人員在原位條件下,用長鏈分子將納米金剛石“拴”在基底上,限制其平動范圍,但保留其轉(zhuǎn)動自由度。這種納米金剛石可以深入目標(biāo)內(nèi)部進行探測。實驗中選定被測目標(biāo)為氧釩離子溶液。當(dāng)納米金剛石存在轉(zhuǎn)動時,難以對NV色心進行*的量子操控,但應(yīng)用幅度調(diào)制微序列,依然能夠測得氧釩離子的零場順磁共振譜。這一結(jié)果從原理上證明了用納米金剛石中的NV色心實現(xiàn)細胞內(nèi)生理原位磁共振探測是可行的。
研究人員表示,這項研究成果今后有可能用于推斷氧釩離子所處的局域環(huán)境。未來通過改善微波輻射結(jié)構(gòu)效率、提升納米金剛石性質(zhì)等方法,將能進一步提升測量速度,將這一方法推向?qū)嶋H應(yīng)用。
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