Fysikere gør kvantespring i forståelsen af ​​lifes nanoskala -maskiner

En diagnostisk teknik, der kan detektere små molekyler, der signalerer tilstedeværelse af kræft, kan være i horisonten.

Muligheden for en helt ny evne til at opdage kræft på de tidligste stadier opstår fra University of Queensland -fysikere, der anvender kvantefysik på enkeltmolekylsensor for første gang.

Australian Research Council Future Fellow Professor Warwick Bowen sagde, at forskningen - rapporterede i Natur fotonik i denne uge - demonstreret hvordan kvanteteknologier kunne revolutionere undersøgelsen af ​​livets "nanoskala -maskiner, eller biologiske motoriske molekyler ".

"Motormolekyler koder for vores arvemateriale, skabe den energi, vores celler bruger til at fungere, og distribuere næringsstoffer på et subcellulært niveau, "Sagde professor Bowen.

"I modsætning til de metoder, der i øjeblikket er tilgængelige, teknikken hjælper os med at observere adfærd for enkelte biomolekyler uden store partikler eller skadelige lysintensiteter. "

Ph.d. -studerende Nicolas Mauranyapin sagde, at motoriske molekyler drev alle livets primære funktioner, men forskere forstod endnu ikke helt deres virke.

"Vores forskning åbner en ny dør for at studere motormolekyler i deres oprindelige tilstand, på nanoskala, ”Sagde Mauranyapin.

Projektforsker Dr. Lars Madsen sagde, at projektet anvendte teknikker, der blev brugt til at opdage gravitationsbølger fra sorte huller i det ydre rum til nanoskala - super lille - verden af ​​molekylærbiologi.

"De teknikker, der kræves til at detektere ekstremt svage signaler, der frembringes af fjerne sorte huller, blev udviklet over årtier, "Sagde Dr. Madsen.

"Vores forskning oversætter denne teknologiske udvikling til biovidenskaberne og giver mulighed for en ny biomedicinsk diagnostisk teknik, der er i stand til at detektere tilstedeværelsen af ​​selv et enkelt kræftmarkørmolekyle."

Forskere fra fem lande - Australien, New Zealand, Danmark, Frankrig og Pakistan - var involveret i projektet.

Det er finansieret af United States Air Force Office of Scientific Research, som har til formål at bruge teknikken til at hjælpe med at forstå stress på pilotadfærd på subcellulært niveau.

Projektet er en del af University of Queensland Precision Sensing Initiative, et fælles initiativ mellem skolerne i matematik og fysik og informationsteknologi og elektroteknik.

Det blev understøttet af ARC Center of Excellence for Engineered Quantum Systems, som har til formål at udvikle næste generations kvanteteknologier til fremtidige australske industrier.