用于单分子态检测的拉姆齐离子梯度计

配体-受体相互作用的表征是现代药理学的基石,然而现有方法受限于系综平均和侵入性标记等技术瓶颈。该研究团队提出了一种名为“量子配体结合探询器”(QLI)的理论量子传感方案,旨在突破这些限制。QLI采用差分传感(梯度测量)原理,通过一对共囚禁的原子离子对玻璃化样品中单个配体结合受体时产生的电场梯度进行无标记检测,其梯度测量方法可有效抑制背景电场噪声。 为弥合传感器所需低温超高真空环境与生物样本间的鸿沟,研究人员设计了一种基于扫描探针的玻璃化样品装载架构,能检测特定构象状态(如结合/未结合)下单分子的静电特征。本文详细阐述了QLI的概念框架、实验架构、基于双离子纠缠自旋态的测量协议,以及关键工程风险分析。基于现有单离子低频灵敏度(亚毫伏每米每平方根赫兹)的基准,研究模拟表明:在离子-样品间距10微米条件下,对于偶极矩变化量约20德拜的体系,可实现数十秒内信噪比达1,其可行性主要取决于玻璃化样品(尚未测定)的静电稳定性。若实现,QLI将为结合诱导的电场变化提供直接的单分子测量手段,为药物-受体相互作用计算模型的实验验证开辟新途径。

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