據最新一期《自然》雜志報道 ， 英國倫敦大學學院的一項新研究發現 ， 低成本納米金剛石的量子感應能力可提高紙質診斷測試的靈敏度 ， 其靈敏度比廣泛使用金納米顆粒的測試高出5個數量級 ， 有望更早檢測出諸如HIV之類的病毒性疾病 。
紙質側向流動測試與妊娠測試的工作方式相同 ， 將一條紙浸入液體樣本中 ， 以顏色（或熒光信號）變化表示陽性結果及檢測到病毒蛋白或DNA ， 被廣泛用于檢測從HIV到新冠病毒等各種病毒 ， 可實現快速診斷 ， 不必在實驗室處理結果 。
納米金剛石具有的更高靈敏度 ， 可檢測到更低的病毒載量 ， 這意味著可以在更早階段發現疾病 ， 有望降低病毒傳播風險 ， 采取及時有效治療 。
金剛石具有高度的規則結構 ， 有些具有一種稱為“氮空位（NV）中心”的缺陷 。 NV中心有許多潛在應用 ， 從超靈敏成像的熒光生物標記到量子計算中的信息處理量子位 。 研究人員就是利用了納米金剛石的這種特性 。
NV中心可發出明亮的熒光 ， 以此表示抗原或其他靶分子信號的存在 。 過去 ， 熒光標記受到來自樣品或試紙條的背景熒光的限制 ， 很難檢測出低濃度病毒蛋白或DNA 。 但是 ， 熒光納米金剛石的量子性質允許選擇性地調節其發光 ， 因此可以使用微波場將信號固定在設定的頻率上 ， 并且可以有效地將其與背景熒光分離 ， 從而解決了這一限制 。
光學結果表明 ， 與金納米顆粒相比 ， 納米金剛石的靈敏度提高了5個數量級（10萬倍） ， 也就是說 ， 生成可檢測信號所需的納米顆粒數量要少得多 。 通過一個短短的10分鐘恒溫擴增步驟 ， 研究人員能夠在模型樣品中以單個分子的水平檢測艾滋病病毒RNA 。
【納米金剛石可在單分子水平檢出病毒】這項工作已在實驗室環境中進行了演示 ， 但研究小組希望開發新的測試方法 ， 以便可以使用智能手機或便攜式熒光讀取器讀取結果 ， 從而使用戶更容易進行測試 。
推薦閱讀
- 納米光子學：破譯光子與物質間“悄悄話”
- 拉伸金剛石打造下一代微電子器件
- 納米技術使特種鋁合金變得可焊接
- 新方法讓金剛石變身芯片時更“聽話”
- 中科院研制“可智能協同抗癌”的新型納米材料
- 金剛石的化學用語
- 最新納米光子設備有望將網速提高100倍
- 液態納米手機膜可信嗎
- 最新研制生物計算機：可在紙張上打印活細胞
- 當納米技術被端上餐盤，我們需要擔心什么？