論文の概要: Quantum sensing of Lanthandie binding tags with relaxometer of NV center in diamond
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2507.14886v1
- Date: Sun, 20 Jul 2025 10:03:10 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-07-22 20:51:32.106186
- Title: Quantum sensing of Lanthandie binding tags with relaxometer of NV center in diamond
- Title（参考訳）: ダイヤモンド中のNV中心緩和計を用いたランタンディー結合タグの量子センシング
- Authors: Zibo Gao, Zhengzhi Jiang, Qiyu Liang, Ruihua He, Van Cuong Mai, Yingwei Tang, Qirong Xiong, Wenting Zhao, Hongwei Duan, Hongliang Sun, Mo Li, Yansong Miao, Weibo Gao,
- Abstract要約: ランタニド結合タグ(LBT)は、生物学的検出に広く利用される蛍光プローブの顕著なグループである。
本研究では,ダイヤモンド中のアンサンブル窒素空洞中心からガドリニウムイオンを添加した多量のLBTに対する緩和計の応答を測定した。
そこで我々は,LBTとターゲット間の特定の結合を検出するために,NV緩和計を用いた検出手法を提案し,実証した。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.8710100329140666
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Lanthanide binding tags (LBTs) stand out as a prominent group of fluorescent probes that are extensively utilized in biological detection. However, research on LBTs has predominantly emphasized their fluorescence properties, which frequently compromised by background fluorescence noise. Investigating magnetic properties could optimize detection methodologies that offer enhanced sensitivity and specificity. In this study, we measured the response of a relaxometer based on ensemble nitrogen-vacancy (NV) centers in diamond to various amounts of LBTs with gadolinium ions, determining the detection limit of LBTs to be 25 fmol. We then proposed and demonstrated a detection scheme employing the NV relaxometer to detect specific binding between LBTs and target. Specifically, we assessed the relaxometer's response to various concentrations of the interaction between the modified LBTs and Receptor-Binding Domain (RBD) of SARS-COVID-2 spike protein, with the detection threshold reaching ~1 pmol. Our research provides a potential application platform for biomarker detection under picomole concentration by using NV centers to detect the magnetism of LBTs.
- Abstract（参考訳）: ランタニド結合タグ(LBT)は、生物学的検出に広く利用される蛍光プローブの顕著なグループである。
しかし、LBTの研究は、背景蛍光ノイズによってしばしば損なわれる蛍光特性を主に強調している。
磁気特性の調査は感度と特異性を高める検出手法を最適化することができる。
本研究では, ガドリニウムイオンを含む各種LBTに対するダイヤモンド中の窒素空孔(NV)中心の反応を計測し, LBTの検出限界を25fmolとした。
そこで我々は,LBTとターゲット間の特定の結合を検出するために,NV緩和計を用いた検出手法を提案し,実証した。
具体的には,SARS-COVID-2スパイクタンパク質のLBTと受容体結合ドメイン(RBD)との相互作用の様々な濃度に対する緩和計の反応を,検出閾値が約1pmolに達するまで評価した。
本研究は,LBTの磁束を検出するためにNVセンターを用いて,ピコロール濃度下でのバイオマーカー検出のための潜在的応用プラットフォームを提供する。
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