利用强荧光纳米金刚石中耦合电荷与自旋动力学快速灵敏检测血红蛋白及其他顺磁物质
介观与纳米尺度物理
2018-08-13 v1
摘要
对少数未配对电子自旋（如金属离子和自由基）的探测是纳米尺度物理、生物和化学中一项有用但困难的任务。金刚石中的单个氮空位（NV）中心在光学探测由自旋浴产生的弱磁场方面提供高灵敏度和空间分辨率，但通常需要长达数秒量级的采集时间。在此，我们采用一种基于强荧光纳米金刚石（NDs）中致密NV系综的耦合自旋与电荷动力学的新方法来探测外部磁偶极子。我们将该方法应用于多种顺磁物质，包括钆配合物、磁铁矿纳米颗粒以及全血中的血红蛋白。利用高NV密度，我们展示了对亚纳摩尔量级Gd自旋的检测，其超短采集时间接近10 ms。强发光、高灵敏度和短采集时间使NDs中的致密NV-系综成为生物传感和生物成像应用的强大工具。
引用
@article{arxiv.1808.03525,
title = {Fast and sensitive detection of hemoglobin and other paramagnetic species using coupled charge and spin dynamics in strongly fluorescent nanodiamonds},
author = {F. Gorrini and R. Giri and C. E. Avalos and S. Tambalo and S. Mannucci and L. Basso and N. Bazzanella and C. Dorigoni and M. Cazzanelli and P. Marzola and A. Miotello and A. Bifone},
journal= {arXiv preprint arXiv:1808.03525},
year = {2018}
}