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Hacia la detección de potenciales de acción subcelulares con magnetometría cuántica de nanodiamantes

Azmath Fathima1,2, Peker Milas1,3, Sheikh Mahtab1

  • 1Department of Physics and Engineering Physics, Morgan State University, Baltimore, MD 21251, USA.

Nanomaterials (Basel, Switzerland)
|December 24, 2025
PubMed
Resumen

Los nanodiamantes de vacante de nitrógeno (NV) sirven como marcadores fluorescentes que no se decoloran en células de cerebro de ratón. Estos nanodiamantes muestran potencial para el registro de potenciales de acción subcelulares, avanzando las aplicaciones de detección cuántica.

Palabras clave:
diamante NVODMRpotenciales de accióndetección cuántica

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Área de la Ciencia:

  • Detección cuántica; Nanotecnología; Neurociencia

Sus antecedentes:

  • Los defectos de vacante de nitrógeno (NV) en el diamante son potentes sensores cuánticos para diversas cantidades físicas.; Los defectos NV en diamante a granel han permitido la detección de potenciales de acción en sistemas biológicos.; Los nanodiamantes (ND) con defectos NV son marcadores fluorescentes que no se decoloran, pero el registro de potenciales de acción subcelulares no se ha logrado.

Objetivo del estudio:

  • Investigar la viabilidad del uso de nanodiamantes (ND) para imágenes y detección subcelulares en células de cerebro de ratón.; Evaluar el potencial de los ND para el registro de potenciales de acción a nivel subcelular.

Principales métodos:

  • Se utilizó la microscopía confocal para rastrear la captación celular de ND de varios tamaños (10-140 nm).; Se evaluó la estabilidad de la fotoluminiscencia (PL) durante sesiones de imagen de 5 horas.; Se empleó la resonancia magnética detectada ópticamente (ODMR) para detectar campos magnéticos utilizando ND en soluciones celulares.

Principales resultados:

  • Los ND de 10 nm y 60 nm se difundieron en células de cerebro de ratón en 30 minutos sin modificación de la superficie.; Los ND exhibieron una fotoluminiscencia estable y sin decoloración durante períodos de imagen prolongados.; El ODMR detectó con éxito campos magnéticos de nivel de militesla con ND en entornos celulares.

Conclusiones:

  • Los ND son marcadores fluorescentes eficaces y fotoestables para células de cerebro de ratón.; Los ND demuestran potencial para futuras aplicaciones en el registro de potenciales de acción subcelulares.; Este trabajo avanza el uso de herramientas de detección cuántica en la investigación neurocientífica.