Kvantesensor sporet i menneskelige celler kan hjælpe med at opdage lægemidler

(PhysOrg.com) - Banebrydende forskning har vist, at et kvanteatom er blevet sporet inde i en levende menneskelig celle og kan føre til forbedringer i test og udvikling af nye lægemidler.

Professor Lloyd Hollenberg fra University of Melbourne's School of Physics, der ledede forskningen, sagde, at det er første gang, et enkelt atom indkapslet i nanodiamant er blevet brugt som en sensor til at udforske nanoskalamiljøet inde i en levende menneskelig celle.

"Det er spændende at se, hvordan atomet oplever det biologiske miljø på nanoskala, " sagde han.

"Denne forskning baner vejen mod en ny klasse af kvantesensorer, der bruges til biologisk forskning i udviklingen af ​​nye lægemidler og nanomedicin."

Sensoren er i stand til at detektere biologiske processer på molekylært niveau, såsom regulering af kemikalier ind og ud af cellen, hvilket er afgørende for at forstå, hvordan stoffer virker.

Artiklen er blevet publiceret i tidsskriftet Natur nanoteknologi .

Finansieret af ARC Center of Excellence for Quantum Computation and Communication Technology, forskningen blev udført af et tværfagligt team fra University of Melbourne's Physics, Kemi, og kemiske og biomolekylære ingeniørafdelinger.

Forskerne udviklede avanceret teknologi til at kontrollere og manipulere atomet i nanodiamanten, før de indsatte det i de menneskelige celler i laboratoriet.

Biolog Dr. Yan Yan fra universitetets afdeling for kemisk og biomolekylær teknik, der arbejder inden for nanomedicin, sagde sensoren giver kritisk information om bevægelsen af ​​nanodiamanter inde i den levende celle.

"Dette er vigtigt for det nye felt af nanomedicin, hvor lægemiddellevering er afhængig af optagelsen af ​​lignende størrelser nanopartikler i cellen."

Kvantefysiker og ph.d.-studerende Liam McGuinness fra University's School of Physics sagde, at overvågning af atomsensoren i en levende celle var en betydelig præstation. "Tidligere disse kvantemålinger på atomniveau kunne kun opnås under nøje kontrollerede forhold i et fysiklaboratorium, " sagde han.

Det er håbet i de næste par år, at efter disse principielle eksperimenter, forskerne vil være i stand til at udvikle teknologien og levere et nyt sæt værktøjer til lægemiddelopdagelse og nanomedicin.