Um estudo realizado pelo grupo Quantum Technologies for Information Science (QUTIS) do Departamento de Físico-Química da UPV / EHU, produziu uma série de protocolos para sensores quânticos que poderiam permitir a obtenção de imagens por meio da ressonância magnética nuclear de biomoléculas únicas com o mínimo de radiação. Os resultados foram publicados em Cartas de revisão física .

A ressonância magnética nuclear (NMR) tem uma variedade de aplicações, como imagens médicas, neurociência e detecção de drogas e explosivos. Com a ajuda de sensores quânticos, NMR foi adaptado para funcionar em regime de nanoescala, onde tem o potencial de impactar disciplinas como ciências da vida, biologia e medicina, e fornecer medições de precisão e sensibilidade incomparáveis.

"Esperamos que a combinação de sensores quânticos e técnicas de desacoplamento dinâmico permita imagens de RMN de biomoléculas únicas, "escrevem os autores Dr. Jorge Casanova e Ikerbasque Professor Enrique Solano. Este NMR quantum aprimorado" será capaz de resolver mudanças químicas em amostras de picolitros minúsculos, produzindo biossensores com sensibilidade incomparável e fornecendo novos insights sobre a estrutura, dinâmica, e função de biomoléculas e processos biológicos. "

Uma ferramenta fundamental para melhorar a sensibilidade das configurações de NMR é aplicar grandes campos magnéticos "que polarizam nossas amostras, melhorar o sinal e aumentar a coerência, "eles escrevem. Essa estratégia é usada, por exemplo, na ressonância magnética, em que o corpo humano é submetido a grandes campos magnéticos gerados por bobinas supercondutoras. Contudo, eles notam, existem problemas ao fazer a interface dessas amostras com sensores quânticos, "porque nossas amostras podem oscilar muito mais rápido do que nosso sensor pode acompanhar."

No trabalho publicado em Cartas de revisão física , os autores desenvolveram um protocolo para permitir que um sensor quântico meça os spins nucleares e eletrônicos em amostras arbitrárias, mesmo quando acontecem em grandes campos magnéticos. Esses métodos usam uma radiação de micro-ondas de baixa potência para preencher a diferença de energia entre o sensor e a amostra.

“O protocolo é robusto e requer menos energia do que as técnicas anteriores. Isso não apenas estende o regime de operação do sensor para campos magnéticos mais fortes, mas também evita o aquecimento de amostras biológicas que resultariam do uso de protocolos convencionais e potências de micro-ondas. Como consequência, este trabalho abre uma nova linha de pesquisa e abre caminho para o uso seguro de RMN em nanoescala no estudo de amostras biológicas e grandes biomoléculas, "escrevem os autores.