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上海交大擬用納米光學質譜儀檢測人體癌細胞
摘要：近日，上海交通大學傳來消息，該校朱卡的教授和李金金博士以量子光學和納米材料為研究基礎，在上提出了納米光學質譜儀，也就是業(yè)內俗稱的“光秤”，通過對生物DNA分子的質量、染色體的質量等高精度光學測量，來檢測人體內的癌細胞的方案。這一方案的提出，有望為量子測量技術、納米技術、生物醫(yī)學技術的發(fā)展提供嶄新的平臺和新穎的思維方式。
對這一研究成果，美國物理學會評價道：“這項研究工作有望帶領納米科學進入一個嶄新的測量領域。”*的物理學界*綜述期刊《Physics Reports》也刊登了朱卡的教授團隊該成果的長篇綜述性論文。自1971年創(chuàng)刊以來，該期刊一共只發(fā)表了以中國大陸科研機構為*單位的綜述性論文9篇，其中2000年以來共4篇，這也是上海交通大學以*單位在該期刊上發(fā)表論文。
朱卡的教授團隊利用表面等離激元和納米材料的耦合系統(tǒng)提出了用全光控制的方法測量微觀粒子的質量。目前預測能地測出單個原子的質量。這一測量的方法是，將待測原子放在一個碳納米管表面，然后用兩束強弱不同的光同時照在碳納米管上，此時探測弱光的吸收譜，就可以得到碳納米管的振動頻率。先后兩次測量碳納米管的振動頻率，得到放入原子前后碳納米管的振動頻率的變化量，通過計算就能得到落入碳納米管表面的單個原子的質量。
據介紹，研究團隊將碳納米管、量子點和表面等離激元的復合系統(tǒng)等系統(tǒng)地組合起來研究，發(fā)明了*個全光控制的高靈敏納米光學質譜儀。這一新型的質譜儀采用全光控制，其靈敏度和度比傳統(tǒng)的電學質譜儀高出了將近三個數量級。這項研究工作在現(xiàn)有電學質譜儀上做了很大的提升和改進，用全光學的方法代替了傳統(tǒng)的電學測量。
據介紹，目前正在進行的是通過“光秤”來對單個質子或中子進行測量的研究。朱卡的教授團隊還希望把“光秤”應用到生物DNA分子的研究中，提出了一種癌細胞DNA分子的檢測方法。
據研究團隊介紹，傳統(tǒng)的癌變DNA分子的質量應與正常的DNA分子是不*一樣的。利用這一光學質譜儀的測定原理同樣可以檢測到癌細胞的存在，并有望向醫(yī)療和臨床領域進行推廣。
