Revolučná mikroskopia: Kvantové senzory odhaľujú molekuly

Vedci z Technickej univerzity v Mníchove (TUM) predstavili úplne nový typ mikroskopie, ktorý využíva kvantové senzory na zobrazenie magnetických signálov s neuveriteľným rozlíšením. Táto technológia, nazvaná nukleárna spinová mikroskopia, kombinuje princípy magnetickej rezonancie (MRI) s fluorescenčnou mikroskopiou, čo umožňuje pozorovanie štruktúr na molekulárnej úrovni.

Ako to funguje?

Základom tejto novej metódy je diamantový čip, ktorý slúži ako kvantový senzor. Tento čip je špeciálne upravený na atomárnej úrovni, aby bol schopný detekovať magnetické polia vznikajúce pri nukleárnej magnetickej rezonancii (NMR). Keď je čip osvietený laserom, generuje fluorescenčný signál, ktorý obsahuje informácie o magnetických poliach. Tento signál je následne zachytený vysokorýchlostnou kamerou a prevedený na optický obraz s extrémne vysokým rozlíšením.

Rozlíšenie tejto metódy dosahuje až 10 milióntin metra, čo je dostatočné na zobrazenie štruktúr jednotlivých buniek. Pre porovnanie, tradičné MRI skenery, ktoré poznáme z medicíny, pracujú s rozlíšením rádovo milimetrov.

Možné aplikácie

Táto technológia má obrovský potenciál v mnohých oblastiach:

• Medicína a výskum rakoviny: Umožňuje detailné skúmanie jednotlivých buniek, čo môže viesť k lepšiemu pochopeniu rastu a šíreniu nádorov.
• Farmaceutický výskum: Možno ju využiť na testovanie a optimalizáciu účinných látok na molekulárnej úrovni.
• Materiálové vedy: Technológia môže pomôcť analyzovať chemické zloženie tenkých vrstiev materiálov alebo katalyzátorov.

Prečo je to dôležité?

Táto nová metóda mikroskopie predstavuje významný krok vpred v oblasti zobrazovania. Kombinácia kvantovej fyziky a optického zobrazovania otvára úplne nové možnosti pre výskum na molekulárnej úrovni. Ako hovorí Karl D. Briegel, hlavný autor štúdie: “Fúzia kvantovej fyziky a zobrazovania otvára úplne nové možnosti pre pochopenie sveta na molekulárnej úrovni.”

Budúcnosť technológie

Výskumný tím už podal patent na túto technológiu a plánuje ju ďalej vylepšovať, aby bola ešte rýchlejšia a presnejšia. V dlhodobom horizonte by sa táto metóda mohla stať štandardným nástrojom v lekárskej diagnostike a výskume.

Pokiaľ vás zaujíma viac o tejto revolučnej technológii, môžete si prečítať celú štúdiu v časopise Nature Communications.

Zhrnutie

Táto nová mikroskopia je príkladom toho, ako môžu kvantové technológie zmeniť naše chápanie sveta okolo nás. Či už ste vedec, študent, alebo len nadšenec do technológií, táto inovácia je niečo, čo by ste nemali prehliadnuť.