量子納米金剛石有助更早檢測疾病
時間：2020-11-29 來源：中國科學報
用于體外診斷的納米金剛石藝術圖 圖片來源：Ella Maru Studio/ UCL
近日，英國倫敦大學學院研究人員發現，納米金剛石的量子傳感能力可以用于提高基于紙張的診斷測試的靈敏度，有可能使諸如艾滋病毒等疾病的早期檢測成為可能。
試紙橫向流動測試和妊娠測試的工作原理是一樣的，將一張紙浸泡在液體樣本中，顏色的變化——或熒光信號——表明陽性結果和檢測到的病毒蛋白質或DNA。它們被廣泛用于檢測從艾滋病毒到新冠病毒的各種病毒，可以提供快速診斷，因為結果不需要在實驗室中處理。
但發表在《自然》上的這項新研究發現，低成本的納米金剛石可以用來顯示一種艾滋病標記物的存在，其敏感性比這些試紙測試中廣泛使用的金納米顆粒高出數千倍。
研究人員利用納米金剛石的量子特性制造了精確的缺陷。在鉆石高度規則的結構中，這種缺陷產生了所謂的氮空位（NV）中心。NV中心有許多潛在的應用，從用于超敏感成像的熒光生物標記到量子計算中的信息處理量子位。
這種更高的敏感性使得檢測到的病毒量更低，意味著這種方法可以檢測到較低水平的疾病，或者在較早階段檢測到疾病，這對于降低感染者的傳播風險以及對艾滋病等疾病的有效治療至關重要。
該研究小組正致力于在未來幾個月對新技術進行改造，以測試新冠肺炎和其他疾病。研究人員表示，下一步的關鍵是開發一種可以“讀取”結果的手持設備，進一步的臨床評估研究也在計劃之中。
“我們相信，這一革命性的新技術將使患者受益，并保護人們免受傳染病的傷害。”該研究負責人Rachel McKendry說。
相關論文信息：http://dx.doi.org/10.1038/s41586-020-2917-1
