論文の概要: Detection of Molecular Transitions with Nitrogen-Vacancy Centers and Electron-Spin Labels

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2110.14255v2
• Date: Tue, 20 Dec 2022 11:21:57 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-10 03:36:56.876759
• Title: Detection of Molecular Transitions with Nitrogen-Vacancy Centers and Electron-Spin Labels
• Title（参考訳）: 窒素原子価中心と電子スピンラベルによる分子遷移の検出
• Authors: C. Munuera-Javaloy, R. Puebla, B. D'Anjou, M. B. Plenio, J. Casanova
• Abstract要約: 本研究では, ダイヤモンド中の二酸化窒素電子スピンラベルと窒素空孔中心との分子配座変化を検出するプロトコルを提案する。 具体的には、NVが電子-スピンラベル間の結合によって引き起こされるエネルギーシフトを検出することを実証する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: We present a protocol that detects molecular conformational changes with two nitroxide electron-spin labels and a nitrogen-vacancy (NV) center in diamond. More specifically, we demonstrate that the NV can detect energy shifts induced by the coupling between electron-spin labels. The protocol relies on the judicious application of microwave and radiofrequency pulses in a range of parameters that ensures stable nitroxide resonances. Furthermore, we demonstrate that our scheme is optimized by using nitroxides with distinct nitrogen isotopes. We use detailed numerical simulations and Bayesian inference techniques to demonstrate that our method enables the detection of conformational changes under realistic conditions including strong NV dephasing rates as a consequence of the diamond surface proximity and nitroxide thermalization mechanisms. Finally, we show that random molecular tumbling can be exploited to extract the inter-label distance.
• Abstract（参考訳）: ダイヤモンド中の二酸化窒素電子スピンラベルと窒素空孔(NV)中心との分子配座変化を検出するプロトコルを提案する。 具体的には、NVが電子-スピンラベル間の結合によって引き起こされるエネルギーシフトを検出することを実証する。 このプロトコルは、安定な一酸化窒素共鳴を保証する様々なパラメータにおけるマイクロ波および高周波パルスの法医学的応用に依存している。 さらに, 窒素同位体の異なるニトロキシドを用いることにより, 提案手法を最適化できることを実証する。 詳細な数値シミュレーションとベイズ推定を用いて, ダイヤモンド表面近傍および亜酸化窒素熱化機構の結果, 強いnv劣化率を含む現実的な条件下でのコンフォメーション変化の検出が可能であることを実証した。 最後に、ランダムな分子タンブリングを利用して、ラベル間距離を抽出できることを示す。

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