量子科技中心_量科网

视网膜中隐花色素蛋白的光还原是鸟类通过地磁场导航的已知机制，但其生物信号本质仍不明确。黄素腺嘌呤二核苷酸（FAD）发色团吸收蓝光可改变隐花色素中的电子分布，形成电荷分离的自由基对。该研究通过量子力学视角的计算建模，探究了自由基对中电子的自旋动力学及其与空间位置的耦合关系。在存在外部磁场的情况下，研究人员考虑了多种相互作用，并计算出由此耦合产生的隐花色素蛋白内部电偶极矩。计算结果表明，即使考虑耗散效应，诱导电偶极矩仍显著依赖于所施加磁场的特性。该工作发现，在存在地磁场的情况下，自旋态变化会影响其电偶极矩——这种电偶极矩可被鸟类解读为定向信号——从而证明隐花色素蛋白中的自由基对实质上是一种磁性生物传感器。该成果可用于推动仿生技术发展，以复制动物的磁敏感性。另一方面，随着电磁场对野生动物及人类健康影响的日益关注，对磁感应现象的研究有助于深入理解生物结构如何与这些场相互作用。