हीरे में नाइट्रोजन-वैकेन्सी सेंटर के साथ माइक्रोआरएनए का क्वांटम सेंसिंग

अब्स्ट्रैक्ट लेबल-फ्री न्यूक्लियक एसिड जैसे माइक्रोआरएनए की पहचान विभिन्न प्रकार के कैंसर के लिए प्रारंभिक डायग्नोस्टिक्स के लिए बड़ी क्षमता रखती है। फील्ड प्रभाव पर आधारित तरीकों का उपयोग करके अंतर्निहित बायोमोलेक्युलर चार्ज को मापना लेबल-फ्री पहचान प्राप्त करने का एक आशाजनक तरीका रहा है। हालाँकि, जैवाणुओं के चार्ज को छोटी दूरी (डेबे लंबाई) में समाधानों में काउंटर आयनों द्वारा स्क्रीन किया जाता है, जिससे इन विधियों की संवेदनशीलता सीमित होती है। यहाँ, हम नाइट्रोजन-वैकेन्सी (NV) केंद्रों का उपयोग करके माइक्रोआरएनए के साथ बातचीत करने वाले पैरामैग्नेटिक काउंटर आयनों, जैसे कि Mn 2+ , का अंतर्निहित मैग्नेटिक नॉइज़ मापते हैं। सभी परमाणु आणविक गतिशीलता अनुकरण दिखाते हैं कि माइक्रोआरएनए हीरे की सतह के साथ इंटरैक्ट करता है, जिससे Mn आयनों का अधिक संचय और मजबूत मैग्नेटिक नॉइज़ होता है। हम NV केंद्रों के स्पिन रिलैक्सेशन के कंट्रास्ट में वृद्धि देख कर इस पूर्वानुमान की पुष्टि करते हैं, जो उच्च Mn 2+ स्थानीय सांद्रता को दर्शाता है। यह चार्ज बायोमोलेक्यूल्स के अगली पीढ़ी के क्वांटम सेंसिंग के लिए नए अवसर खोलता है, जो डेबे स्क्रीनिंग के कारण सीमाओं को पार करता है।