研究人员通过量子物理学寻求更大的生物成像分辨率和分析

  得益于量子物理学,生物成像技术的分辨率即将提高。是的,我们已经达到了在亚原子水平上生物学与物理学相遇的地步,研究人员正在寻找在相机上捕获它的方法,生命科学成像的结果可能永远不会相同。

  量子物理学研究物质和能量在分子,原子,核,甚至更小水平上的行为,但是,科学家发现他们可以利用此优势。

  量子光与生物成像

  酶是负责人体许多过程的分子,不幸的是,由于它们的体积小,生物学家很难对其进行研究。为了获得清晰的图像,高功率显微镜会发出很多光,在分子水平扫描时,低光会使过多的噪声潜入。但是过多的光会减少甚至停止酶的活性。

  幸运的是,近期有一组研究人员发现,受控光一次分配一个光子,其效果与泛光效果不同。在量子物理学家的帮助下,生物学家发现他们可以执行准确的测量而不会影响酶的行为。

  科学家使用他们的新技术来追踪由于酶促作用而产生的蔗糖溶液的手性(分子旋转光的偏振的能力)的变化,然后研究人员可以计算出酶处理的蔗糖分子的数量。实时使用量子光来跟踪酶的行为,而不会对其产生干扰。

  生命科学成像的未来好处

  这一突破的主要好处是,两个科学界都能看到物理学家和生物学家合作,他们自己实现了一个较不可能的目标,生命科学界已经在重新思考如何使用曾经认为不可能的方法来捕获图像。

  该研究小组对量子传感器能够完成生物成像的能力表示了进一步的可能性,可以为生命科学开发完全新的成像形式,磁场感应和重力波的探测可能影响生物系统。