量子科技中心_量科网

基于金刚石氮空位（NV色心）的量子传感技术有望为生物研究和医学诊断带来革命性突破。凭借超高灵敏度，NV传感器理论上能够以大规模并行、免标记的方式直接检测代谢物与蛋白质的特异性结合事件，从而规避质谱分析的复杂性。然而，缺乏兼具高密度空间复用能力和绝对生化特异性的量子传感器阵列，始终阻碍着这一愿景的实现。 该研究团队开发的可扩展量子生物传感平台成功突破了上述技术瓶颈。通过将首例多重DNA微阵列直接集成在亚纳米级抗污染金刚石表面，研究人员在金刚石芯片上构建了7×7的DNA阵列，经荧光显微镜验证可实现49种不同生物分子特征的高空间分辨率同步检测，且具有优异的重现性。该平台采用靶标诱导置换机制将分子识别转化为量子信号——当目标物杂交反应移除了钆标记（Gd³⁺）的DNA链时，氮空位中心的自旋弛豫时间（T₁）得以恢复，从而产生二进制量子读数。 此项工作创立了高通量多重量子生物传感的新范式，为复杂生物环境中的先进分子诊断和大规模量子传感器网络运作开辟了道路。