得益于量子物理學,生物成像技術(shù)的分辨率即將提高。是的,我們已經(jīng)達到了在亞原子水平上生物學與物理學相遇的地步,研究人員正在尋找在相機上捕獲它的方法,生命科學成像的結(jié)果可能永遠不會相同。
量子物理學研究物質(zhì)和能量在分子,原子,核,甚至更小水平上的行為,但是,科學家發(fā)現(xiàn)他們可以利用此優(yōu)勢。
量子光與生物成像
酶是負責人體許多過程的分子,不幸的是,由于它們的體積小,生物學家很難對其進行研究。為了獲得清晰的圖像,高功率顯微鏡會發(fā)出很多光,在分子水平掃描時,低光會使過多的噪聲潛入。但是過多的光會減少甚至停止酶的活性。
幸運的是,近期有一組研究人員發(fā)現(xiàn),受控光一次分配一個光子,其效果與泛光效果不同。在量子物理學家的幫助下,生物學家發(fā)現(xiàn)他們可以執(zhí)行準確的測量而不會影響酶的行為。
科學家使用他們的新技術(shù)來追蹤由于酶促作用而產(chǎn)生的蔗糖溶液的手性(分子旋轉(zhuǎn)光的偏振的能力)的變化,然后研究人員可以計算出酶處理的蔗糖分子的數(shù)量。實時使用量子光來跟蹤酶的行為,而不會對其產(chǎn)生干擾。
生命科學成像的未來好處
這一突破的主要好處是,兩個科學界都能看到物理學家和生物學家合作,他們自己實現(xiàn)了一個較不可能的目標,生命科學界已經(jīng)在重新思考如何使用曾經(jīng)認為不可能的方法來捕獲圖像。
該研究小組對量子傳感器能夠完成生物成像的能力表示了進一步的可能性,可以為生命科學開發(fā)完全新的成像形式,磁場感應和重力波的探測可能影響生物系統(tǒng)。