通过纳米钻石量子磁力学探测细胞下动作潜力的方法

科学领域:

• 量子传感是一种量子感应.
• 纳米技术纳米技术
• 神经科学是一个神经科学.

背景情况:

• 钻石中的空位 (NV) 缺陷是各种物理量强大的量子传感器.
• 大量钻石中的NV缺陷使生物系统中的动作潜能检测成为可能.
• 具有NV缺陷的纳米钻石 (ND) 是非漂白的光标记物,但亚细胞动力潜力的记录仍然未实现.

研究的目的:

• 调查使用纳米钻石 (NDs) 在小鼠大脑细胞中进行亚细胞成像和传感的可行性.
• 评估NDs在亚细胞水平上记录动作潜力的潜力.

主要方法:

• 使用焦点对照成像来跟踪不同大小的ND (10-140nm) 的细胞吸收.
• 光发光 (PL) 稳定性在5小时的成像过程中进行了评估.
• 光学检测磁共振 (ODMR) 用于在细胞溶液中使用ND检测磁场.

主要成果:

• 10nm和60nm的NDS在30分钟内扩散到小鼠大脑细胞中,而不会改变表面.
• 在长时间的成像期间,NDs表现出稳定的,非漂白的光发光.
• 在细胞环境中,ODMR成功地检测了具有ND的千米级磁场.

结论:

• NDs是对小鼠大脑细胞有效的,光稳定的光标记物.
• 在亚细胞动力潜力记录中,ND显示了未来应用的潜力.
• 这项工作推动了量子传感工具在神经科学研究中的应用.