Un estudio del grupo de Tecnologías Cuánticas para las Ciencias de la Información (QUTIS) del Departamento de Química Física de la UPV / EHU, ha elaborado una serie de protocolos para sensores cuánticos que podrían permitir la obtención de imágenes mediante la resonancia magnética nuclear de biomoléculas individuales utilizando una mínima cantidad de radiación. Los resultados han sido publicados en Cartas de revisión física .

La resonancia magnética nuclear (RMN) tiene una variedad de aplicaciones, como imágenes médicas, neurociencia y detección de drogas y explosivos. Con la ayuda de sensores cuánticos, La RMN se ha adaptado para trabajar en el régimen de nanoescala, donde tiene el potencial de impactar disciplinas como las ciencias de la vida, biología y medicina, y proporcionar mediciones de incomparable precisión y sensibilidad.

"Esperamos que la combinación de sensores cuánticos y técnicas de desacoplamiento dinámico permita la obtención de imágenes por RMN de biomoléculas individuales, "escriben los autores Dr. Jorge Casanova y el profesor Ikerbasque Enrique Solano. Esta RMN cuántica mejorada" será capaz de resolver cambios químicos en muestras diminutas de picolitros, produciendo biosensores con una sensibilidad incomparable y proporcionando nuevos conocimientos sobre la estructura, dinámica, y función de biomoléculas y procesos biológicos ".

Una herramienta fundamental para mejorar la sensibilidad de las configuraciones de RMN es aplicar grandes campos magnéticos "que polarizan nuestras muestras, mejorar la señal y aumentar la coherencia, "escriben. Esta estrategia se utiliza, por ejemplo, en resonancia magnética, en el que el cuerpo humano está sometido a grandes campos magnéticos generados por bobinas superconductoras. Sin embargo, ellos notan, hay problemas al conectar estas muestras con sensores cuánticos, "porque nuestras muestras pueden oscilar mucho más rápido de lo que nuestro sensor puede seguir".

En el trabajo publicado en Cartas de revisión física , los autores desarrollaron un protocolo para permitir que un sensor cuántico mida los espines nucleares y electrónicos en muestras arbitrarias, incluso cuando ocurren en grandes campos magnéticos. Estos métodos utilizan una radiación de microondas de baja potencia para salvar la diferencia de energía entre su sensor y la muestra.

"El protocolo es robusto y requiere menos energía que las técnicas anteriores. Esto no solo extiende el régimen de operación del sensor a campos magnéticos más fuertes, pero también previene el calentamiento de muestras biológicas que resultaría al usar protocolos convencionales y potencias de microondas. Como consecuencia, este trabajo abre una nueva línea de investigación y allana el camino para el uso seguro de la RMN a nanoescala en el estudio de muestras biológicas y grandes biomoléculas, "escriben los autores.