使高分辨率纳米磁共振成像及诊断成为可能

本报讯 （记者 桂运安 通讯员 杨保国）3月9日，中国科学技术大学发布消息，该校杜江峰教授领衔的研究团队将量子技术应用于单个蛋白分子研究，在室温大气条件下获得了全球首张单蛋白质分子的磁共振谱。该研究将磁共振技术的研究对象从数十亿个分子推进到单个分子，使得高分辨率的纳米磁共振成像及诊断成为可能。

最新一期的国际权威学术期刊《科学》刊发了这一成果，并将该成果选为同期亮点文章，称赞其“是通往活体细胞中单蛋白质分子实时成像的里程碑”。

磁共振技术能够准确、快速和无破坏地获取物质的组成和结构信息，已被广泛应用于基础研究和医学实践。然而，当前通用的磁共振谱仪受制于探测方式，其研究对象通常为数十亿个分子，成像分辨率仅为毫米量级，无法观测到单个分子的独特信息。中科大基于钻石的新型磁共振技术，则能将研究对象推进到单分子，成像分辨率提升至纳米级。

杜江峰团队利用钻石中的氮-空位点缺陷作为“量子探针”，选取了细胞分裂中的一种重要蛋白作为探测对象。他们首先将蛋白从细胞中分离并将标记物固定在蛋白的特定位置，然后将此蛋白分子放在钻石表面，此时标记物距离“量子探针”约10纳米，会产生仅相当于地磁场十六分之一的极微弱磁信号。“量子探针”具有感知极弱磁信号的能力，在激光和微波操控下形成一个量子传感器，将单分子信号转化为光学信号而加以检测。最终，他们成功地在室温大气条件下获得了全球首张单个蛋白质分子的磁共振谱，并获取了其动力学性质。

2015年03月10日安徽日报