論文の概要: A Compact Incubation Platform for Long-Term Cultivation of Biological Samples for Nitrogen-Vacancy Center Widefield Microscopy
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2512.14482v1
- Date: Tue, 16 Dec 2025 15:14:04 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-12-17 16:49:26.760412
- Title: A Compact Incubation Platform for Long-Term Cultivation of Biological Samples for Nitrogen-Vacancy Center Widefield Microscopy
- Title（参考訳）: バイオサンプルの長期培養のための小型インキュベーションプラットフォーム
- Authors: A. Pointner, D. Thalheim, S. Belasi, L. Heinen, L. R. Carnell, C. Janko, R. Tietze, C. Alexiou, R. Schneider-Stock, R. Nagy,
- Abstract要約: ダイヤモンド中の窒素空孔(NV)センターは、磁場検出による生体イメージングのための多用途量子センシングプラットフォームを提供する。
ここでは、温度、CO$大気、湿度の正確な環境制御を維持するための小型インキュベーションプラットフォームを提案する。
持続生存率とHT29大腸癌細胞増殖率を90時間以上の持続的インキュベーションで示し,免疫学的に標識した細胞の磁場イメージングに成功した。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Nitrogen-vacancy (NV) centers in diamond provide a versatile quantum sensing platform for biological imaging through magnetic field detection, offering unlimited photostability and the ability to perform long-term observations without photobleaching or phototoxicity. However, conventional stage-top incubators are incompatible with the unique requirements for NV widefield magnetometry to study cellular dynamics. Here, we present a purpose-built compact incubation platform that maintains precise environmental control of temperature, CO$_2$ atmosphere, and humidity while accommodating the complex constraints of NV widefield microscopy. The system employs a 3D-printed biocompatible chamber with integrated heating elements, temperature control, and humidified gas flow to create a stable physiological environment directly on the diamond sensing surface. We demonstrate sustained viability and proliferation of HT29 colorectal cancer cells over 90 hours of continuous incubation, with successful magnetic field imaging of immunomagnetically labeled cells after extended cultivation periods. This incubation platform enables long-term cultivation and real-time monitoring of biological samples on NV widefield magnetometry platforms, opening new possibilities for studying dynamic cellular processes using quantum sensing technologies.
- Abstract（参考訳）: ダイヤモンド中の窒素空孔(NV)センターは、磁場検出による生体イメージングのための汎用的な量子センシングプラットフォームを提供し、無制限のフォトスタビリティを提供し、光漂白や光毒性のない長期的な観察を可能にする。
しかし、従来のステージトップインキュベーターは、細胞力学を研究するためにNVワイドフィールド磁力計のユニークな要件とは相容れない。
そこで本研究では,NV広視野顕微鏡の複雑な制約を緩和しつつ,温度,CO$2$大気,湿度の正確な環境制御を維持した小型インキュベーションプラットフォームを提案する。
このシステムは3Dプリントされた生体適合性チャンバーを使用し、加熱素子、温度制御、加湿ガスの流れを融合させ、ダイヤモンドの検知面に直接安定な生理環境を創出する。
培養期間延長後90時間でHT29大腸癌細胞の生存と増殖が持続し,免疫学的に標識された細胞の磁場像が得られた。
このインキュベーションプラットフォームは、NV広磁場磁気計測プラットフォーム上での生体試料の長期培養とリアルタイムモニタリングを可能にし、量子センシング技術を用いた動的細胞プロセスの研究の新たな可能性を開く。
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