研究人员发明了一个全新的显微镜领域——核自旋显微镜。该团队可以利用显微镜可视化核磁共振的磁信号。量子传感器将信号转换为光，从而实现极高分辨率的光学成像。
慕尼黑工业大学（TUM）的研究人员发明了一个全新的显微镜领域——核自旋显微镜。该团队可以利用显微镜可视化核磁共振的磁信号。量子传感器将信号转换为光，从而实现极高分辨率的光学成像。
磁共振成像（MRI）扫描仪以其能够深入观察人体并形成器官和组织图像而闻名。这种新方法在《自然通讯》期刊上发表，将这一技术扩展到微观细节的领域。“所使用的量子传感器使得将磁共振信号转换为光学信号成为可能。这些信号被相机捕捉并显示为图像，”量子传感与慕尼黑量子科学与技术中心（MCQST）研究员Dominik Bucher教授解释道。
钻石芯片充当量子传感器
新型MRI显微镜的分辨率达到百万分之一米——如此之细，以至于未来甚至可以使单个细胞的结构可见。新显微镜的核心是一个微小的钻石芯片。这种经过原子级特殊处理的钻石，作为MRI磁场的高灵敏度量子传感器。当其受到激光照射时，会生成一个包含MRI信号信息的荧光信号。该信号通过高速相机记录，从而使成像分辨率显著提高，能够达到微观水平。
广泛的实际应用潜力
磁共振显微镜的潜在应用不断涌现：在癌症研究中，可以详细检查单个细胞，以获得对肿瘤生长和扩散的新见解。在药物研究中，该技术可用于高效测试和优化分子级别的活性成分。在材料科学中，它还提供了极好的潜力，如分析薄膜材料或催化剂的化学成分。
该团队已申请其成果的专利，并已计划进一步开发该技术，使其速度和精确度更高。从长远来看，它可能成为医疗诊断和研究的标准工具。“量子物理与成像的融合为理解分子水平的世界开辟了全新的可能性，”第一作者Karl D. Briegel强调。
