利用超导量子比特进行神经元磁测量
量子物理
2024-06-24 v1
摘要
我们展示了在聚合物薄膜上培养神经元利用超导磁通量子比特进行的磁测量，该量子比特在微米尺度区域充当灵敏磁强计。神经元在富含 Fe 的培养基中培养，以增强由离子产生的电子自旋所生成的磁化信号。磁测量通过将量子比特器件与负载神经元的聚合物薄膜绝缘隔离，同时保持二者距离约数微米来进行。通过改变温度（12.5 - 200 mK）与磁场（2.5 - 12.5 mT），我们观察到来自神经元的清晰磁化信号，其远高于聚合物薄膜自身的对照磁测量。根据在 10 K 测得的电子自旋共振（ESR）谱，该磁化信号被确认源自神经元中铁离子的电子自旋。这种检测生物自旋系统的技术可扩展至实现单细胞质子水平的 ESR 谱学，从而给出细胞的谱学指纹。
引用
@article{arxiv.2206.15164,
title = {Magnetometry of neurons using a superconducting qubit},
author = {Hiraku Toida and Koji Sakai and Tetsuhiko F. Teshima and Masahiro Hori and Kosuke Kakuyanagi and Imran Mahboob and Yukinori Ono and Shiro Saito},
journal= {arXiv preprint arXiv:2206.15164},
year = {2024}
}