論文の概要: Magnetic Relaxometry of Hemoglobin by Widefield Nitrogen-Vacancy Microscopy
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2405.08227v1
- Date: Mon, 13 May 2024 22:46:19 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-05-15 15:27:38.629847
- Title: Magnetic Relaxometry of Hemoglobin by Widefield Nitrogen-Vacancy Microscopy
- Title（参考訳）: 広視野窒素-原子価顕微鏡によるヘモグロビンの磁気緩和
- Authors: Suvechhya Lamichhane, Evelyn Carreto Guevara, Ilja Fescenko, Sy-Hwang Liou, Rebecca Y. Lai, Abdelghani Laraoui,
- Abstract要約: ヘモグロビン(ヘモグロビン、Hemoglobin、Hb)は、金属タンパク質、クロムタンパク質、グロブリンに分類される多面体タンパク質である。
ヘモグロビン(ヘモグロビン、Hemoglobin、Hb)は、金属タンパク質、クロムタンパク質、グロブリンに分類される多面体タンパク質である。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Hemoglobin (Hb) is a multifaceted protein, classified as a metalloprotein, chromoprotein, and globulin. It incorporates iron, which plays a crucial role in transporting oxygen within red blood cells. Hb functions by carrying oxygen from the respiratory organs to diverse tissues in the body, where it releases oxygen to fuel aerobic respiration, thus supporting the organism's metabolic processes. Deviations in Hb concentration in the blood have been linked to various medical conditions, including anemia and other blood disorders. Here, we use optical detected magnetic relaxometry of paramagnetic iron spins in Hb drop-casted onto nanostructured diamond doped with shallow (~ 5.5 nm) high density nitrogen vacancy (NV) spin qubits. We modify the Hb concentration in the range of 6 x 10^6 to 1.8 x 10^7 adsorbed Fe+3 spins per um^2 and observe an increase of the NV relaxation rate G1 (= 1/ T1, T1 is NV spin lattice relaxation time) up to 2 x 10^3 s^-1. NV magnetic relaxometry of Hb in phosphate-buffered saline solution show a similar effect with an increase of G1 to 6.7 x 10^3 s^-1 upon increasing the Hb concentration to 100 uM. The increase of NV G1 is explained by the increased spin noise coming from the Fe+3 spins present in Hb proteins. This study presents an additional usage of NV quantum sensors to detect paramagnetic centers in biomolecules.
- Abstract（参考訳）: ヘモグロビン(ヘモグロビン、Hemoglobin、Hb)は、金属タンパク質、クロムタンパク質、グロブリンに分類される多面体タンパク質である。
鉄は赤血球内で酸素を輸送する重要な役割を担っている。
Hbは、呼吸器官から体内の様々な組織へ酸素を運ぶことで機能し、酸素を放出して好気性呼吸を燃やし、生物の代謝過程を支える。
血液中のHb濃度の変動は、貧血やその他の血液疾患を含む様々な医学的状態と関連している。
ここでは、浅い(約5.5nm)高密度窒素空孔(NV)スピン量子ビットをドープしたナノ構造ダイヤモンド上に流し込んだHb中における常磁性鉄スピンの光学的磁気緩和法を用いる。
我々は,6x10^6から1.8x10^7の範囲でのHb濃度を変化させ,NV緩和率G1(=1/T1,T1はNVスピン緩和時間)を2x10^3 s^-1まで増加させる。
リン酸塩水溶液中のHbのNV磁気緩和度は、Hb濃度が100 uMに増加すると、G1が6.7 x 10^3 s^-1に増加するのと同様の効果を示した。
NV G1の増加は、Hbタンパク質に存在するFe+3スピンからのスピンノイズの増加によって説明される。
本研究は、生体分子の常磁性中心を検出するために、NV量子センサを付加的に使用することを提案する。
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