L'image illustre la mesure quantique effectuée sur un capteur quantique à un seul atome dans une cellule HeLa humaine vivante. Le capteur atomique est enfermé dans une particule de nanodiamant et est contrôlé par des micro-ondes externes et une lumière laser, et suivi par son émission de lumière rouge. Les informations glanées sont de nature quantique, où les états de l'atome existent dans deux états quantiques en même temps avant la mesure. La mesure et le contrôle du capteur atomique fournissent des informations sur l'environnement nanométrique de la cellule et le mouvement et l'orientation de la nanoparticule, qui pourraient être utilisés dans le développement de nouveaux médicaments et systèmes d'administration pour la nanomédecine. Crédit :David Haworth
(PhysOrg.com) -- Des recherches révolutionnaires ont montré qu'un atome quantique a été suivi à l'intérieur d'une cellule humaine vivante et peut conduire à des améliorations dans les tests et le développement de nouveaux médicaments.
Le professeur Lloyd Hollenberg de l'École de physique de l'Université de Melbourne, qui a dirigé la recherche, a déclaré que c'était la première fois qu'un seul atome enfermé dans un nanodiamant était utilisé comme capteur pour explorer l'environnement à l'échelle nanométrique à l'intérieur d'une cellule humaine vivante.
« C'est passionnant de voir comment l'atome expérimente l'environnement biologique à l'échelle nanométrique, " a-t-il dit.
"Cette recherche ouvre la voie à une nouvelle classe de capteurs quantiques utilisés pour la recherche biologique dans le développement de nouveaux médicaments et de la nanomédecine."
Le capteur est capable de détecter des processus biologiques au niveau moléculaire, comme la régulation des produits chimiques à l'intérieur et à l'extérieur de la cellule, ce qui est essentiel pour comprendre le fonctionnement des médicaments.
L'article a été publié dans la revue Nature Nanotechnologie .
Financé par l'ARC Centre of Excellence for Quantum Computation and Communication Technology, la recherche a été menée par une équipe interdisciplinaire de physique de l'Université de Melbourne, Chimie, et les départements de génie chimique et biomoléculaire.
Les chercheurs ont développé une technologie de pointe pour contrôler et manipuler l'atome du nanodiamant avant de l'insérer dans les cellules humaines du laboratoire.
Biologiste Dr Yan Yan du Département de génie chimique et biomoléculaire de l'Université qui travaille dans le domaine de la nanomédecine, a déclaré que le capteur fournit des informations critiques sur le mouvement des nanodiamants à l'intérieur de la cellule vivante.
« Ceci est important pour le nouveau domaine de la nanomédecine où l'administration de médicaments dépend de l'absorption de nanoparticules de taille similaire dans la cellule. »
Le physicien quantique et doctorant Liam McGuinness de l'École de physique de l'Université a déclaré que la surveillance du capteur atomique dans une cellule vivante était une réalisation importante. « Auparavant, ces mesures quantiques au niveau atomique ne pouvaient être réalisées que dans des conditions soigneusement contrôlées d'un laboratoire de physique, " a-t-il dit.
On espère dans les prochaines années, qu'à la suite de ces expériences de démonstration de principe, les chercheurs seront en mesure de développer la technologie et de fournir un nouvel ensemble d'outils pour la découverte de médicaments et la nanomédecine.