La imagen ilustra la medición cuántica realizada en un sensor cuántico de un solo átomo en una célula HeLa humana viva. El sensor de átomos está encerrado en una partícula de nanodiamantes y está controlado por microondas externas y luz láser. y seguido por su emisión de luz roja. La información obtenida es de naturaleza cuántica, donde los estados del átomo existen en dos estados cuánticos al mismo tiempo antes de la medición. La medición y el control del sensor de átomos proporciona información sobre el entorno a nanoescala de la célula y el movimiento y orientación de la nanopartícula. que podría utilizarse en el desarrollo de nuevos fármacos y sistemas de administración de nanomedicina. Crédito:David Haworth
(PhysOrg.com) - Una investigación innovadora ha demostrado que se ha rastreado un átomo cuántico dentro de una célula humana viva y puede conducir a mejoras en las pruebas y el desarrollo de nuevos fármacos.
El profesor Lloyd Hollenberg de la Facultad de Física de la Universidad de Melbourne, que dirigió la investigación, dijo que es la primera vez que se utiliza un solo átomo encerrado en nanodiamantes como sensor para explorar el entorno a nanoescala dentro de una célula humana viva.
“Es emocionante ver cómo el átomo experimenta el entorno biológico a nanoescala, ”Dijo.
"Esta investigación allana el camino hacia una nueva clase de sensores cuánticos utilizados para la investigación biológica en el desarrollo de nuevos fármacos y nanomedicina".
El sensor es capaz de detectar procesos biológicos a nivel molecular, como la regulación de sustancias químicas dentro y fuera de la célula, lo cual es fundamental para comprender cómo funcionan las drogas.
El artículo ha sido publicado en la revista Nanotecnología de la naturaleza .
Financiado por el Centro de Excelencia ARC para Computación Cuántica y Tecnología de la Comunicación, la investigación fue realizada por un equipo interdisciplinario de la Universidad de Física de Melbourne, Química, e Ingeniería Química y Biomolecular.
Los investigadores desarrollaron tecnología de punta para controlar y manipular el átomo en el nanodiamante antes de insertarlo en las células humanas en el laboratorio.
El biólogo Dr. Yan Yan del Departamento de Ingeniería Química y Biomolecular de la Universidad que trabaja en el campo de la nanomedicina, dijo que el sensor proporciona información crítica sobre el movimiento de los nanodiamantes dentro de la célula viva.
"Esto es importante para el nuevo campo de la nanomedicina, donde la administración de fármacos depende de la absorción de nanopartículas de tamaño similar en la célula".
El físico cuántico y estudiante de doctorado Liam McGuinness de la Facultad de Física de la Universidad dijo que monitorear el sensor atómico en una célula viva fue un logro significativo. "Anteriormente, estas mediciones cuánticas a nivel atómico solo podrían lograrse bajo condiciones cuidadosamente controladas de un laboratorio de física, ”Dijo.
Se espera que en los próximos años, que siguiendo estos experimentos de prueba de principio, los investigadores podrán desarrollar la tecnología y proporcionar un nuevo conjunto de herramientas para el descubrimiento de fármacos y la nanomedicina.
