生物兼容纳米探针能够很敏感的探测生物化学变化过程中相关的分子和顺磁性物种，并且能够为更加深入的理解细胞还原有关的过程提供帮助。有鉴于此，捷克科学院有机化学与生物化学研究所Petr Cígler等报道了一种基于量子传感技术的顺磁性物种分析手段。

本文要点：

（1）

将纳米金刚石中负电性的N空位中心和金刚石表面的惰性聚合物（10 nm均匀分布的聚合物）中的一氧化氮自由基耦合作用建立联系，并且发现N空位中的T₁自旋弛豫时间对一氧化氮自由基的数量非常敏感，对于单位纳米金刚石的灵敏度达到~10 自旋数，检测过程通过自旋作用导致的T₁时间缩减进行表征，作者通过理论计算模型对该过程进行描述，并且展现了该胶体可溶系统在温和条件中监测其附近溶液相中还原化学环境（抗坏血酸氧化反应）的动态监测性能。

（2）

由于自旋通过偶极相互作用随机耦合到N空位上，因子自由基的弛豫取决于靠近N空位附近的自由基。在分钟级别的分辨率考察了反应进行情况，并且作者发现通过在界面上修饰能够有效的加快观测的时间，提高N空位和自旋分子的相干时间。

参考文献

Jan Barton, Michal Gulka, Jan Tarabek, Yuliya L. Mindarava, Zhenyu Wang, Jiri Schimer, Helena Raabova, Jan Bednar, Martin B. Plenio, Fedor Jelezko, Milos Nesladek, and Petr Cígler*

Nanoscale Dynamic Readout of a Chemical Redox Process Using Radicals Coupled with Nitrogen-Vacancy Centers in Nanodiamonds, ACS Nano. 2020

DOI：10.1021/acsnano.0c04010

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.0c04010