論文の概要: A fluorescence microscopy platform for time-resolved studies of spin-correlated radical pairs in biological systems
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2510.05600v1
- Date: Tue, 07 Oct 2025 05:51:58 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-10-08 17:57:08.118024
- Title: A fluorescence microscopy platform for time-resolved studies of spin-correlated radical pairs in biological systems
- Title（参考訳）: 生物学的システムにおけるスピン相関ラジカル対の時間分解研究のための蛍光顕微鏡プラットフォーム
- Authors: Noboru Ikeya, Jonathan R. Woodward,
- Abstract要約: 蛍光顕微鏡は、生きた細胞のラジカル対反応に対する磁場効果を研究するのに十分な感度を提供する。
単色ポンププローブ (PP) とポンプフィールドプローブ (PFP) の2つの新しい顕微鏡技術を紹介した。
これらのアプローチは、生物学的システムにおけるラジカル対化学反応の量子スピンダイナミクスを定量化し視覚化するための、感度が高く広く適用可能なプラットフォームを提供する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: The importance of spin-correlated radical pairs in biology is increasingly recognized, with roles in biological effects of weak magnetic fields and emerging quantum spin-based biomedical applications. Fluorescence microscopy offers sufficient sensitivity to study magnetic field effects on radical pair reactions in living cells, but conventional techniques cannot directly resolve their dynamics because most biologically relevant radical pairs are non-emissive. To overcome this challenge, we introduce two novel microscopy techniques: single color pump-probe (PP) and pump-field-probe (PFP) fluorescence. Here, we describe their working principles, provide their mathematical formulation, and validate both techniques through theoretical analysis and experiments on well-established flavin-based magnetic field sensitive reactions. These approaches offer a sensitive and broadly applicable platform for quantifying and visualizing the quantum spin dynamics of radical pair chemical reactions in biological systems.
- Abstract（参考訳）: 生物学におけるスピン関連ラジカル対の重要性はますます認識され、弱い磁場の生物学的効果や量子スピンベースの生物医学的応用において役割を担っている。
蛍光顕微鏡は、生きた細胞のラジカル対反応に対する磁場効果を研究するのに十分な感度を提供するが、従来の手法では、ほとんどの生物学的に関連するラジカル対は非許容であるため、それらのダイナミクスを直接解決することはできない。
この課題を克服するために、単色ポンププローブ(PP)とポンプフィールドプローブ(PFP)蛍光という2つの新しい顕微鏡技術を導入する。
ここでは、それらの作用原理を説明し、それらの数学的定式化を提供し、理論解析および確立されたフラビン系磁場感受性反応の実験を通じて、両方の技術を検証する。
これらのアプローチは、生物学的システムにおけるラジカル対化学反応の量子スピンダイナミクスを定量化し視覚化するための、感度が高く広く適用可能なプラットフォームを提供する。
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