得益于量子物理學(xué),生物成像技術(shù)的分辨率即將提高。是的,我們已經(jīng)達(dá)到了在亞原子水平上生物學(xué)與物理學(xué)相遇的地步,研究人員正在尋找在相機(jī)上捕獲它的方法,生命科學(xué)成像的結(jié)果可能永遠(yuǎn)不會相同。
量子物理學(xué)研究物質(zhì)和能量在分子,原子,核,甚至更小水平上的行為,但是,科學(xué)家發(fā)現(xiàn)他們可以利用此優(yōu)勢。
量子光與生物成像
酶是負(fù)責(zé)人體許多過程的分子,不幸的是,由于它們的體積小,生物學(xué)家很難對其進(jìn)行研究。為了獲得清晰的圖像,高功率顯微鏡會發(fā)出很多光,在分子水平掃描時(shí),低光會使過多的噪聲潛入。但是過多的光會減少甚至停止酶的活性。
幸運(yùn)的是,近期有一組研究人員發(fā)現(xiàn),受控光一次分配一個(gè)光子,其效果與泛光效果不同。在量子物理學(xué)家的幫助下,生物學(xué)家發(fā)現(xiàn)他們可以執(zhí)行準(zhǔn)確的測量而不會影響酶的行為。
科學(xué)家使用他們的新技術(shù)來追蹤由于酶促作用而產(chǎn)生的蔗糖溶液的手性(分子旋轉(zhuǎn)光的偏振的能力)的變化,然后研究人員可以計(jì)算出酶處理的蔗糖分子的數(shù)量。實(shí)時(shí)使用量子光來跟蹤酶的行為,而不會對其產(chǎn)生干擾。
生命科學(xué)成像的未來好處
這一突破的主要好處是,兩個(gè)科學(xué)界都能看到物理學(xué)家和生物學(xué)家合作,他們自己實(shí)現(xiàn)了一個(gè)較不可能的目標(biāo),生命科學(xué)界已經(jīng)在重新思考如何使用曾經(jīng)認(rèn)為不可能的方法來捕獲圖像。
該研究小組對量子傳感器能夠完成生物成像的能力表示了進(jìn)一步的可能性,可以為生命科學(xué)開發(fā)完全新的成像形式,磁場感應(yīng)和重力波的探測可能影響生物系統(tǒng)。