单NV中心量子传感器

单分子级互作检测

通过优化金刚石表面功能化层，将蛋白间距控制在~10 nm并缓解界面位阻，实现从微米尺度到纳米尺度的单分子水平生物分子相互作用检测。

李珉 · Zhang, Qi · 孔熙 · Zhao, Sheng · 潘斌 · Sun, Ziting · Yu, Pei Pei · Wang, Zhecheng · 王孟祺 · Ji, Wentao · Kong, Fei · Cheng, Guanglei · 吴思 · 王亚 · Chen, Sanyou · Su, Xun Cheng · 石发展

Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 2025

具体参数

平均蛋白距离

{'zh': '~10', 'en': '~10'} nm

技术优势

单分子级检测

利用单个NV色心实现了接近单分子水平的纳米尺度检测，突破了传统系综测量的限制。

灵敏度提升

重新审视了常被忽略的快弛豫分量并提出新的弛豫速率评估方法，显著提高了微米尺度系综NV测量的灵敏度。

应用场景

• 单分子生物检测：直接在单分子水平检测生物分子，避免了标记或扩增步骤。
• 生物分子相互作用分析：可分辨强/弱相互作用，用于分子筛选和动力学研究。
• 纳米尺度量子传感：以单NV色心为探针，在纳米尺度感知局部自旋信号。