量子显微镜问世 可看到细胞上微小的结构

 

科学家第一次将量子技术应用在医疗显微镜上，新技术成像的清晰度比现在最先进的显微镜更高35%。研究者介绍说，新技术可以在不破坏生物系统的情况下，看到细胞上化学键的情况。这是可以区分健康细胞和癌细胞的一项重要特征。

这项研究的负责人澳大利亚昆士兰大学（University of Queensland）教授鲍恩（Warwick Bowen）说：“我们的研究展示，这种新技术有希望突破传统物理学的局限，看到常规显微镜所看不到的景象。”

成像微观结构常见的障碍在于，研究人员要观察的对象所发出的信号与随机变化的像片背景光线之间的比例。以前科学家通过增强显微镜的光源来克服这个障碍，例如使用比阳光强几十亿倍的激光。2014年一项获得诺贝尔化学奖的技术就是其中一种。

没有参与这份研究的同行墨尔本王家理工大学（RMIT）教授吉布森（Brant Gibson）告诉《卫报》（The Guardian）：“它们（成像的对象）被杀死了，或是改变了它们的特性。（使用强光的成像技术）很难观测并描述生物系统内的具体情况。”

这项新技术利用量子纠缠原理减少照片上光线的随机变化。量子纠缠指的是在量子世界里，两个粒子出现隔空同步的神奇状态。

鲍恩说，这种新型显微镜技术细致到，可以看到一个细胞上特定区域内化学键的情况。“目前所知的是，这（细胞上化学键的状态）可以区分健康的细胞和癌细胞。”

“如果这种技术可以在无需使用强光的情况下观察到更多的信息，我认为这是一个了不起的成就。”吉布森说。

悉尼科技大学（UTS）教授金大勇（Dayong Jin，音译）说，新技术从诞生到被大范围采用，需要一段时间。他举例说，2014年获奖的那项技术，早在上世纪90年代已经开发出来，可是经过了十几年的时间才被世界各地的实验室广泛采用。“希望在未来十年内，量子显微镜将能被广泛采用并得到改进。”

研究人员正在进一步改进这项新的显微镜技术，希望把清晰度提升到现有技术的十倍。

这份研究6月9日发表于《自然》（Nature）期刊。

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