關注全球時事|洞察國際風雲
2025-03-18 17:24 星期二

量子生物探测关键难题攻克

时间:2026-03-05 09:57 来源:快讯社

 科技日报天津3月4日电 (记者陈曦)记者4日从天津理工大学获悉,该校集成电路科学与工程学院青年教师李培与中国科学技术大学、北京计算科学研究中心及匈牙利维格纳物理研究中心合作,在量子传感技术领域取得重要突破,为量子探测走向生命科学应用奠定了理论基础。相关研究成果发表在国际期刊《自然·材料》上。

  量子传感器凭借超高的磁场灵敏度,被誉为“纳米尺度的听诊器”,可捕捉极微弱的磁场信号,在医学检测、生命科学研究中潜力巨大。目前应用最广的是金刚石氮—空位色心量子传感器,它虽能在室温工作,但需532纳米绿光激发,该波段易被生物体内水和有机分子吸收,还会引发组织自发发光与局部发热,严重干扰探测信号,极大限制了其在活体中的应用。

  对此,研究团队将目光转向半导体产业成熟的碳化硅材料。他们创新性采用低温烯烃分子化学修饰方法,在碳化硅表面构建出一层有机碳链保护层,相当于为量子传感器量身定制一件“保护衣”。这件“保护衣”既能有效抑制表面陷阱态对色心量子比特的干扰,又能维持材料电学结构稳定。实验证实,可显著改善量子比特退相干与荧光闪烁问题,让传感器性能更稳定可靠。

  依托该表面分子工程技术,团队成功搭建室温稳定运行的生物惰性量子传感平台。其激发、发射波段均落在近红外生物窗口,具备低吸收、低背景荧光优势,适合在复杂生物环境中开展非侵入式磁场信号探测,且对局部电子自旋噪声响应高度灵敏。

  此项研究不仅提升了量子传感器的灵敏度与稳定性,更打通了量子技术通往生物医学应用的关键通道。该技术经优化后,未来可应用于量子核磁共振探测、单分子磁共振成像、自由基检测等前沿领域,有望实现细胞层面病变实时监测、体内药物作用路径追踪等精准医学检测。

  李培表示,将分子层级界面工程引入量子传感器设计,是重要发展方向,不仅提升了室温下器件稳定性,也让量子传感更适配真实生物环境。该方法为室温生物量子传感提供可行路径,也为宽禁带半导体量子器件界面工程提供全新设计思路。

外交部:将本着科学原则研究日方关于恢复水产品输华请求
外交部:坚决反对美国向中国台湾地区出售武器
测试视频
综合看点 查看更多>>
利库德集团称以色列阿拉伯裔政党选举舞弊
美联储宣布维持利率不变
刚果(金)埃博拉病例过万 疫情有何焦点
纪念东京审判开庭80周年图片展在纽约联合国总部开展
武契奇承认前进党在塞尔维亚议会选举中败选
纵横天下 查看更多>>
欧盟多国承诺加快释放4260万桶储油以稳定市场
美媒:万斯致信伊朗安全高官试图重启谈判
沙土巴三国高官为何此时突访伊朗
中东战地手记丨橄榄成熟时,巴勒斯坦人坚守土地
以色列议会选举在即 以军在约旦河西岸大举行动
西班牙列车相撞事故死亡人数升至69人
日本自民党副总裁被曝政治资金丑闻
美方坐不住了?卡尼称加美贸易谈判“小幅回暖”
胜选后,卢拉将如何开启第四任期
埃里温观察:在世界遗产地感悟生物多样性保护的意义
加拿大发布20多年来首份国家安全战略
紧急救援中,一场猝不及防的列车相撞惨剧
出口民调:以议会两大阵营均未获过半数席位
美国中期选举将于11月3日举行
日本鹿儿岛县火山喷发 烟雾最高至1800米
中国共产党第二十届中央委员会第五次全体会议公报
中国搜救力量驰援肯尼亚 外国网友点赞“谢谢中国”
牦牛、青稞与镰刀——风雪长征的民族团结印记
中国裁军大使呼吁防止外空军备竞赛和武器化
北京雨燕的三万公里——在COP17中国角读懂候鸟保护的跨国属性
智能消费乘势而上
走近“国家的孩子”丨草原:从他乡到故土
沙海生绿 荒漠精灵重现腾格里沙漠东南缘
外交部:以冷战思维划分阵营不利于北极地区和平稳定发展
中国人民银行发行中国工农红军长征胜利90周年金银纪念币
文脉连两岸 匠心话传承——第十七届海峡两岸文博会启幕
外国驻港领团参访北部都会区 近距离感受北都发展新机遇
香港举办多项活动巩固国际绿色科技及金融枢纽地位
宣讲劳模精神 弘扬劳动价值——全国劳动模范和大国工匠在港交流分享
铭记光复历史 共盼统一梦圆——两岸同胞纪念台湾光复81周年
铁路12306上线新功能 买团体票更方便
西藏巴青:架设安置板房供电线路
台风“蔷琵”向我国靠近 中国气象局启动四级应急响应
熙攘国门“你来我往” 三季度1.92亿人次出入境
西藏山南萨热路跨江大桥全线合龙
推动新能源车险从“政策驱动”走向“法治定型”
全国人大常委会开展海南自由贸易港法执法检查 法治护航海南自由贸易港建设
公安部网安局发布拒不履行信息网络安全管理义务案例
最高人民法院发布《关于审理涉及刑事犯罪的民事纠纷案件若干问题的规定》
司法部:加快推进“AI+普法”建设
河南灵宝:苹果丰收采摘忙
湖南:秋粮收获金秋时
杨凌农高会:果园来了“新帮手” 能摘果 能巡园
“稻乡”黑龙江五常:一粒好米背后的丰收故事
黑龙江垦区推进秋整地 力保耕地“黑色越冬”
河南这三味药,凭什么“出圈”?
优质医疗服务来到家门口
桑拿天比暴晒天更易中暑:藿香正气水、退烧药、掐人中不管用,还会加重病情
“超慢跑”火了,不累还能“暴击”内脏脂肪!还没试过就亏大了
国家卫生健康委关于修改和废止部分部门规章的决定(附解读)
前沿科技 查看更多>>
真实场景“上岗”后 机器人还要过几关
我国再次刷新光通信传输领域世界纪录
民用遥感卫星年均增百颗
天文学家发现三颗“本不该存在”的行星
我国成功发射卫星互联网低轨28组卫星
健康生活 查看更多>>
60秒看国产新一代医用重离子加速器首台示范装置
与AI互动或加重初发精神病患者症状
我国首个智慧货运枢纽领域 国标发布
患者“不用额外付费” 北京“AI医疗产品”临床用量增多
AI赋能 基层医疗数字化提速
实用技术 查看更多>>
一个万卡智算集群构建“超级大脑”
中国科学家创制新的碳纳米带实现高效电子输运
新平台实现电化学反应精准计算机模拟
我国拟新增34家领航级智能工厂
前三季度新动能行业发展加快
科普博览 查看更多>>
坚持AI自主可控与开放合作并举
“蛟龙”号下潜的背后
DREAMS巡梦计划首批巡天数据向全球开放
“人造太阳”离我们有多远
八部门印发规划 推动综合交通枢纽融合发展
第十六届中国摄影艺术节开幕
2026年全国优秀青年杂技人才展演在京亮相
第18届上海国际摄影艺术展览开幕
中国陶瓷工艺出海马来西亚焕新姿
中国舞剧《大湖之灵》在墨西哥城上演
青岛实行“招生考试服务一件事”数字化改革 数据多跑路,考生少跑腿
事关孩子健康 4项新规11月起将正式实施
中国教育学话语传播体系构建推进会召开
2026基础教育创新大会在河南开封举行
神秘古人类丹尼索瓦人有了“形态标识”
绝处逢生 孙心然首进WTA巡回赛八强
2028年洛杉矶奥运会和残奥会口号公布:“群星共耀”
刷新四项亚洲纪录 短池全锦赛又迎突破之夜
这届网球“中国赛季”,凭啥“圈粉”又“吸金”
亚锦赛国乒4金收官 陈熠横扫张本美和女单夺冠
天津中河头村:红色资源赋能乡村振兴
秋日泸沽湖晨韵:云纱轻掩 山水如画
2026年前三季度国内居民出游人次53.07亿
内蒙古:层林铺锦色 秋韵满松山
山西平陆:万亩红叶层林尽染