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普利兹克分子工程助理教授Peter Maurer在显微镜下检查量子传感器。（John Zich摄）

基于这一认知，Maurer开发了小到可以插入生物体内的传感器。为了做到这一点，他使用实验室制造的钻石，在他们中心设计有特定缺陷：即所谓的氮空位 (NV) 中心。由于其结构，该缺陷具有一种被称为自旋的量子特性。研究人员可以利用电磁辐射来改变钻石内部的自旋，就像用磁铁移动指南针一样。将其与其他工具配合使用，研究人员可以感知各种力，例如磁场和电场、压力和温度。

Maurer方法的优势在于，他可以通过一种被称为内吞作用的过程，将纳米传感器中的一个“喂食”到活细胞中。一旦进入细胞，Maurer的传感器可以在不破坏细胞正常功能的情况下监测温度，加热部件并测量反应。

了解细胞中的温度至关重要，因为许多化学反应都是由热引发的，有时，这些反应会导致不良结果，例如蛋白质变性或错误折叠。

传感的飞跃

目前，作为美国国家科学基金会生物物理和生物工程量子传感量子跃进挑战研究所 (QuBBE) 的一部分，Maurer正在与芝加哥大学分子遗传学和细胞生物学系助理教授David Pincus合作。他们一起研究热休克反应，这是人体筛选蛋白质错误折叠的机制。他们的研究可能会解锁解决蛋白质错误折叠的新方法，并为神经退行性疾病带来新的测试或治疗方法。对于Maurer来说，这是一个将他在量子工程方面的工作应用于一个影响许多人的问题的机会。

“量子传感器特别有吸引力，因为它们使我们能够探测到传统技术无法访问的分子和生物过程，”Maurer表示，“通过这种方式，我们可以了解人类健康的内部运作方式，而这正是我们的社会可以从量子技术中直接受益的东西。这是使用这项技术做一些有意义的事情的能力。”

Maurer正在开发的那些量子生物传感器仍处于早期概念验证阶段，这意味着它们可能需要一段时间才能出现在商业领域。然而，他预测医学研究人员将在未来5-10年内开始看到它们的好处。北京时间5月19日下午消息（蒋均牧）Verizon Business首席执行官塔米·欧文（Tami Erwin）宣布她将于2022年底离开这家美国运营商，继任者尚未确定。

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