量子顯微鏡問世 可看到細胞上微小的結構

量子顯微鏡示意圖。(University of Queensland)

【大紀元2021年06月23日訊】（大紀元記者高文森編譯報導）科學家第一次將量子技術應用在醫療顯微鏡上，新技術成像的清晰度比現在最先進的顯微鏡更高35%。研究者介紹說，新技術可以在不破壞生物系統的情況下，看到細胞上化學鍵的情況。這是可以區分健康細胞和癌細胞的一項重要特徵。

這項研究的負責人澳大利亞昆士蘭大學（University of Queensland）教授鮑恩（Warwick Bowen）說：「我們的研究展示，這種新技術有希望突破傳統物理學的局限，看到常規顯微鏡所看不到的景象。」

成像微觀結構常見的障礙在於，研究人員要觀察的對象所發出的信號與隨機變化的像片背景光線之間的比例。以前科學家通過增強顯微鏡的光源來克服這個障礙，例如使用比陽光強幾十億倍的激光。2014年一項獲得諾貝爾化學獎的技術就是其中一種。

沒有參與這份研究的同行墨爾本王家理工大學（RMIT）教授吉布森（Brant Gibson）告訴《衛報》（The Guardian）：「它們（成像的對象）被殺死了，或是改變了它們的特性。（使用強光的成像技術）很難觀測並描述生物系統內的具體情況。」

這項新技術利用量子糾纏原理減少照片上光線的隨機變化。量子糾纏指的是在量子世界里，兩個粒子出現隔空同步的神奇狀態。

鮑恩說，這種新型顯微鏡技術細緻到，可以看到一個細胞上特定區域內化學鍵的情況。「目前所知的是，這（細胞上化學鍵的狀態）可以區分健康的細胞和癌細胞。」

「如果這種技術可以在無需使用強光的情況下觀察到更多的信息，我認為這是一個了不起的成就。」吉布森說。

悉尼科技大學（UTS）教授金大勇（Dayong Jin，音譯）說，新技術從誕生到被大範圍採用，需要一段時間。他舉例說，2014年獲獎的那項技術，早在上世紀90年代已經開發出來，可是經過了十幾年的時間才被世界各地的實驗室廣泛採用。「希望在未來十年內，量子顯微鏡將能被廣泛採用並得到改進。」

研究人員正在進一步改進這項新的顯微鏡技術，希望把清晰度提升到現有技術的十倍。

這份研究6月9日發表於《自然》（Nature）期刊。

責任編輯：葉紫微