(PhysOrg.com) -- Baanbrekend onderzoek heeft aangetoond dat een kwantumatoom is gevolgd in een levende menselijke cel en kan leiden tot verbeteringen in het testen en ontwikkelen van nieuwe medicijnen.

Professor Lloyd Hollenberg van de School of Physics van de University of Melbourne, die het onderzoek leidde, zei dat het de eerste keer is dat een enkel atoom ingekapseld in nanodiamant is gebruikt als een sensor om de nanoschaalomgeving in een levende menselijke cel te verkennen.

“Het is spannend om te zien hoe het atoom de biologische omgeving op nanoschaal ervaart, ' zei hij.

"Dit onderzoek effent de weg naar een nieuwe klasse kwantumsensoren die worden gebruikt voor biologisch onderzoek naar de ontwikkeling van nieuwe medicijnen en nanogeneeskunde."

De sensor is in staat biologische processen op moleculair niveau te detecteren, zoals de regulering van chemicaliën in en uit de cel, wat cruciaal is om te begrijpen hoe drugs werken.

Het artikel is gepubliceerd in het tijdschrift Natuur Nanotechnologie .

Gefinancierd door het ARC Center of Excellence voor Quantum Computation and Communication Technology, het onderzoek werd uitgevoerd door een multidisciplinair team van de Physics van de Universiteit van Melbourne, Scheikunde, en Chemische en Biomoleculaire Engineering afdelingen.

De onderzoekers ontwikkelden ultramoderne technologie om het atoom in de nanodiamant te controleren en te manipuleren voordat het in de menselijke cellen in het laboratorium wordt ingebracht.

Bioloog dr. Yan Yan van de afdeling Chemische en Biomoleculaire Technologie van de universiteit, werkzaam op het gebied van nanogeneeskunde, zei dat de sensor kritische informatie geeft over de beweging van de nanodiamanten in de levende cel.

"Dit is belangrijk voor het nieuwe gebied van nanogeneeskunde, waar medicijnafgifte afhankelijk is van de opname van nanodeeltjes van vergelijkbare grootte in de cel."

Kwantumfysicus en PhD-student Liam McGuinness van de University's School of Physics zei dat het monitoren van de atomaire sensor in een levende cel een belangrijke prestatie was. “Eerder, deze kwantummetingen op atomair niveau konden alleen worden bereikt onder zorgvuldig gecontroleerde omstandigheden van een natuurkundig laboratorium, ' zei hij.

De verwachting is dat in de komende jaren dat na deze proof of principle-experimenten, de onderzoekers zullen de technologie kunnen ontwikkelen en een nieuwe set hulpmiddelen kunnen bieden voor het ontdekken van geneesmiddelen en nanogeneeskunde.