通过量子退相干实时监测离子通道功能

在药物发现研究中，对具有宽场能力的细胞膜离子通道运作进行非侵入性检测存在明确且迫切的需求。现有技术通常是侵入性的，需要专门的纳米结构，或仅适用于特定种类的离子通道。我们证明量子纳米技术在为此问题提供新颖解决方案方面具有巨大潜力。纳米金刚石中的氮-空位(NV)中心目前作为一种用于纳米尺度过程的新型单原子量子探针而备受关注。然而，迄今为止，除了将金刚石纳米晶体用作荧光标记物之外，对于NV探针在复杂的室温细胞外环境中的量子行为一无所知。我们首次详细探索了NV探针在离子通道、脂质双层和周围水环境附近的量子动力学。我们的理论结果表明，通过直接监测NV探针的量子退相干，有可能实现毫秒级分辨率的离子通道运作实时检测。凭借扫描和扩展至阵列式系统的潜力，这一结论可能对纳米生物学和药物发现产生广泛影响。