Revoluční mikroskopie: Kvantové senzory odhalují molekuly

Vědci z Technické univerzity v Mnichově (TUM) představili zcela nový typ mikroskopie, který využívá kvantové senzory k zobrazení magnetických signálů s neuvěřitelným rozlišením. Tato technologie, nazvaná nukleární spinová mikroskopie, kombinuje principy magnetické rezonance (MRI) s fluorescenční mikroskopií, což umožňuje pozorování struktur na molekulární úrovni.

Jak to funguje?

Základem této nové metody je diamantový čip, který slouží jako kvantový senzor. Tento čip je speciálně upraven na atomární úrovni, aby byl schopen detekovat magnetická pole vznikající při nukleární magnetické rezonanci (NMR). Když je čip osvícen laserem, generuje fluorescenční signál, který obsahuje informace o magnetických polích. Tento signál je následně zachycen vysokorychlostní kamerou a převeden na optický obraz s extrémně vysokým rozlišením.

Rozlišení této metody dosahuje až 10 miliontin metru, což je dostatečné pro zobrazení struktur jednotlivých buněk. Pro srovnání, tradiční MRI skenery, které známe z medicíny, pracují s rozlišením v řádu milimetrů.

Možné aplikace

Tato technologie má obrovský potenciál v mnoha oblastech:

• Medicína a výzkum rakoviny: Umožňuje detailní zkoumání jednotlivých buněk, což může vést k lepšímu pochopení růstu a šíření nádorů.
• Farmaceutický výzkum: Lze ji využít k testování a optimalizaci účinných látek na molekulární úrovni.
• Materiálové vědy: Technologie může pomoci analyzovat chemické složení tenkých vrstev materiálů nebo katalyzátorů.

Proč je to důležité?

Tato nová metoda mikroskopie představuje významný krok vpřed v oblasti zobrazování. Kombinace kvantové fyziky a optického zobrazování otevírá zcela nové možnosti pro výzkum na molekulární úrovni. Jak říká Karl D. Briegel, hlavní autor studie: “Fúze kvantové fyziky a zobrazování otevírá zcela nové možnosti pro pochopení světa na molekulární úrovni.”

Budoucnost technologie

Výzkumný tým již podal patent na tuto technologii a plánuje ji dále vylepšovat, aby byla ještě rychlejší a přesnější. V dlouhodobém horizontu by se tato metoda mohla stát standardním nástrojem v lékařské diagnostice a výzkumu.

Pokud vás zajímá více o této revoluční technologii, můžete si přečíst celou studii v časopise Nature Communications.

Shrnutí

Tato nová mikroskopie je příkladem toho, jak mohou kvantové technologie změnit naše chápání světa kolem nás. Ať už jste vědec, student, nebo jen nadšenec do technologií, tato inovace je něco, co byste neměli přehlédnout.