論文の概要: Biocompatible surface functionalization architecture for a diamond quantum sensor

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2108.04843v1
• Date: Tue, 10 Aug 2021 18:01:35 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-18 21:21:33.018657
• Title: Biocompatible surface functionalization architecture for a diamond quantum sensor
• Title（参考訳）: ダイヤモンド量子センサのための生体適合表面機能化アーキテクチャ
• Authors: Mouzhe Xie, Xiaofei Yu, Lila V. H. Rodgers, Daohong Xu, Ignacio Chi-Duran, Adrien Toros, Niels Quack, Nathalie P. de Leon, Peter C. Maurer
• Abstract要約: ダイヤモンドベースの量子センシングは、新しい種類の生体物理学センサーと診断装置を可能にした。 新しいアプローチでは、量子工学と単一分子の生体物理学を組み合わせて、個々のタンパク質やDNA分子を固定する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0/
• Abstract: Quantum metrology enables some of the most precise measurements. In the life sciences, diamond-based quantum sensing has enabled a new class of biophysical sensors and diagnostic devices that are being investigated as a platform for cancer screening and ultra-sensitive immunoassays. However, a broader application in the life sciences based on nanoscale nuclear magnetic resonance spectroscopy has been hampered by the need to interface highly sensitive quantum bit (qubit) sensors with their biological targets. Here, we demonstrate a new approach that combines quantum engineering with single-molecule biophysics to immobilize individual proteins and DNA molecules on the surface of a bulk diamond crystal that hosts coherent nitrogen vacancy qubit sensors. Our thin (sub-5 nm) functionalization architecture provides precise control over protein adsorption density and results in near-surface qubit coherence approaching 100 {\mu}s. The developed architecture remains chemically stable under physiological conditions for over five days, making our technique compatible with most biophysical and biomedical applications.
• Abstract（参考訳）: 量子メソロジーは、最も正確な測定を可能にする。 生命科学において、ダイヤモンドベースの量子センシングは、がんスクリーニングと超感度免疫測定法のプラットフォームとして研究されている新しい種類の生体物理センサーと診断装置を可能にした。 しかし、ナノスケール核磁気共鳴分光法に基づく生命科学における幅広い応用は、高感度量子ビット(qubit)センサーとその生物学的ターゲットとの結合の必要性によって妨げられている。 ここでは,コヒーレントな窒素空孔量子ビットセンサを収容するバルクダイヤモンド結晶表面の個々のタンパク質とDNA分子を固定するために,量子工学と単一分子の生物物理学を組み合わせた新しいアプローチを示す。 我々の薄い (sub-5 nm) 機能化アーキテクチャはタンパク質の吸着密度を精密に制御し, 100 {\mu} に接近するクビット近傍のコヒーレンスを発生させる。 開発したアーキテクチャは, 生理的条件下で5日間にわたって化学的に安定であり, 生体物理学的, 生物医学的なほとんどの応用と互換性がある。

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