傳統的POCT存在靈敏度局限，漏檢或假陽(yáng)性風(fēng)險較高，限制了其在常規門(mén)診分析和早期臨床診斷中的應用。南京理工大學(xué)鄧盛元團隊利用前沿量子精密計量學(xué)的優(yōu)點(diǎn)，在核殼熒光納米金剛石FND@SiO₂上進(jìn)行磁熒光量子位標記與調諧，開(kāi)發(fā)了一種微型量子傳感器。相關(guān)成果以“Single-Protein Determinations by Magnetofuorescent Qubit Imaging with Artifcial-Intelligence Augmentation at the Point-Of-Care”發(fā)表在ACS Nano期刊。

研究綜合表征證實(shí)了FND生物標簽的成功構建，而光譜學(xué)分析確保表面修飾后自旋態(tài)躍遷特性未發(fā)生退化。研究人員以病毒核衣殼蛋白為模型標記物，通過(guò)鎖相分析獲得了超低檢測限（LOD），性能超越傳統比色法及免疫熒光法2000倍以上。此外，進(jìn)一步采用Unet-ConvLSTM-Attention架構的人工智能（AI）增強技術(shù)，通過(guò)原始量子隊列的像素級掃描精準識別真實(shí)量子點(diǎn)。此處理不僅顯著(zhù)提升探測精度，更實(shí)現了人唾液中單蛋白水平的確定性檢測，其終極LOD較膠體金法低7800倍，達到RT-qPCR閾值，并媲美金標準SIMOA的認證臨界值。

文中使用了國儀量子的量子鉆石單自旋譜儀對FND進(jìn)行探測，測到了納米金剛石NV色心激發(fā)態(tài)的光探測磁共振譜，對激發(fā)態(tài)NV性質(zhì)進(jìn)行了研究。并測試了FND在外部磁場(chǎng) B = 0, 1, 2, 3, 4, 10 mT 作用下的連續波譜。

因此，通過(guò)AI輔助光學(xué)量子位數字化，此符合REASSURED標準（實(shí)時(shí)、易用、低價(jià)、高敏、無(wú)樣本限制、用戶(hù)友好、快速、免設備、可送檢）的裝置有望成為兼具超凡靈敏度、速度與成本效益的新一代POCT解決方案，為新興量子計量學(xué)在生物傳感領(lǐng)域的卓越性能提供了決定性實(shí)證。

海底塊狀硫化物（SMS）礦床在不同地質(zhì)背景下可具有多變的磁性礦物組成，但其時(shí)空差異性的機制和意義尚不甚明了。海洋二所陶春輝團隊基于西南印度洋玉皇熱液區的海底淺鉆和表層取樣，探討了普遍存在的氧化風(fēng)化作用是否會(huì )影響SMS礦床的磁性特征。以”Redox sensitive mineral magnetic signatures of seafloor massive sulfide deposits“發(fā)表在Journal of Geophysical Research: Solid Earth期刊。

顯微觀(guān)察和二價(jià)鐵濃度分析表明，海底SMS礦床普遍遭受了強烈氧化；而海底以下的SMS礦床相對新鮮，但在樣品采集后氧化作用即刻開(kāi)始。新鮮樣品觀(guān)測到磁化率呈現負頻率依賴(lài)性（可能源于測量中的渦電流效應），但氧化樣品中未見(jiàn)此現象，這表明氧化風(fēng)化作用降低了SMS礦床在地球物理探測中的電磁可探測性。磁黃鐵礦（以及可能的其他磁性硫化鐵礦物）、磁鐵礦和赤鐵礦被確認為SMS礦床中主要的磁性礦物（廣義鐵磁性礦物）。

文章中應用了薄片磁學(xué)成像技術(shù)輔助定位磁性礦物，該技術(shù)使用由國儀量子設計的量子鉆石顯微鏡（QDM）。

電子顯微鏡和量子鉆石顯微鏡（QDM）觀(guān)察揭示，磁黃鐵礦礦化源于高溫還原性熱液流體，而鐵氧化物則主要是原生硫化物的氧化產(chǎn)物。氧化風(fēng)化作用會(huì )改造SMS礦床的古地磁記錄。整體磁性參數隨氧化程度增強而呈現系統性變化。溫度依賴(lài)性磁學(xué)測量是區分SMS礦床氧化狀態(tài)的有效工具?？傊?，這些發(fā)現解釋了SMS礦床中磁性礦物的變異性，將礦物磁學(xué)特性與海底地球物理勘探聯(lián)系起來(lái)。礦物磁學(xué)亦可作為一種氧化還原狀態(tài)的指標，用于追蹤海底熱液區自然和人為環(huán)境波動(dòng)，為理解動(dòng)態(tài)地球系統中的相互作用激發(fā)新穎的跨學(xué)科研究。

國儀量子量子鉆石系列產(chǎn)品