O espectrômetro de ressonância magnética detectado opticamente CIQTEK (ODMR) é uma plataforma experimental baseada na ressonância magnética de spin do centro de vacância de nitrogênio (centro NV). Ao controlar quantidades físicas básicas como óptica, eletricidade e magnetismo, ele implementa a manipulação e leitura do centro NV no diamante.
Comparado com a ressonância paramagnética tradicional e a ressonância magnética nuclear, tem as vantagens de um longo tempo de coerência, manipulação poderosa e resultados intuitivos de experimentos de colapso.
Fabricação de sondas de diamante de alta qualidade, incluindo o crescimento de diamante ultrapuro, injeção de íons e processo de processamento micro-nano, dominando o processo principal de preparação de tempo de coerência e sensores de diamante de alta estabilidade.
Resolução espacial ultra-alta para medição precisa do campo magnético, campo elétrico e temperatura em escala nanométrica.
Manipulação de alta fidelidade. Com componentes de modulação de micro-ondas de alta potência e banda larga com precisão de 50 picossegundos para obter manipulação de rotação coerente, de baixo ruído, eficiente e rápida.
Experimentos longos e autônomos podem ser conduzidos. Software de controle inteligente e sistema de aquisição de sinal, incluindo experimento automático de centro de cores, calibração automática do caminho óptico, ajuste automático do campo magnético, etc.
Aplicações em Análise Espectral e Análise Estrutural
O espectrômetro de ressonância magnética detectado opticamente CIQTEK (ODMR) pode ser aplicado à análise da estrutura e função de macromoléculas biológicas, imagem de molécula única, imagem subcelular, classificação de células, etc., e a escala de medição abrange a ordem de nanômetros a micrômetros.
- Ressonância Paramagnética Eletrônica (EPR) para Proteína Única e Molécula Única
A espectroscopia EPR (ESR) de moléculas de proteína individuais em condições ambientais foi estudada analisando a interação entre o centro NV e os spins externos dos elétrons. A medição de materiais em nanoescala ou mesmo em um único nível de spin pode obter informações ocultas por uma média estatística do conjunto, para compreender a estrutura e as propriedades dos materiais de forma mais fundamental.
- Ressonância Magnética Nuclear em Nanoescala
No campo da RMN molecular única, um rápido progresso foi feito nos últimos anos. Em 2016, espectros de RMN de proteínas individuais foram obtidos utilizando esta técnica. Com o desenvolvimento da tecnologia, a resolução da mudança química foi dramaticamente melhorada. A resolução de 1 Hz (volume de amostra: picolitro) pode ser alcançada e a RMN em escala unicelular pode ser realizada.
- Detecção de Temperatura, Campo Magnético, Potencial de Ação em Células Vivas
A aplicação do centro NV em nanopartículas de diamante para rastrear células vivas em tempo real pode alcançar medição de temperatura local em nanoescala, para monitorar mudanças de temperatura local em estados ativos, como células cancerígenas, e feedback sobre suas condições fisiológicas. A aplicação de centros de cores NV para detectar os potenciais de ação de neurônios individuais em vermes lançou as bases para a aplicação desta tecnologia no campo da neurociência. A imagem do campo magnético de bactérias magnetotáticas é realizada aplicando as propriedades magnéticas dos centros NV.