摘要：近日，上海交通大學(xué)傳來(lái)消息，該校朱卡的教授和李金金博士以量子光學(xué)和納米材料為研究基礎(chǔ)，在國(guó)際上提出了納米光學(xué)質(zhì)譜儀，也就是業(yè)內(nèi)俗稱(chēng)的“光秤"，通過(guò)對(duì)生物DNA分子的質(zhì)量、染色體的質(zhì)量等高精度光學(xué)測(cè)量，來(lái)檢測(cè)人體內(nèi)的癌細(xì)胞的方案。這一方案的提出，有望為量子測(cè)量技術(shù)、納米技術(shù)、生物醫(yī)學(xué)技術(shù)的發(fā)展提供嶄新的平臺(tái)和新穎的思維方式。
對(duì)這一研究成果，美國(guó)物理學(xué)會(huì)評(píng)價(jià)道：“這項(xiàng)研究工作有望帶領(lǐng)納米科學(xué)進(jìn)入一個(gè)嶄新的測(cè)量領(lǐng)域。"的物理學(xué)界綜述期刊《Physics Reports》也刊登了朱卡的教授團(tuán)隊(duì)該成果的長(zhǎng)篇綜述性論文。自1971年創(chuàng)刊以來(lái)，該期刊一共只發(fā)表了以中國(guó)大陸科研機(jī)構(gòu)為單位的綜述性論文9篇，其中2000年以來(lái)共4篇，這也是上海交通大學(xué)以單位在該期刊上發(fā)表論文。
朱卡的教授團(tuán)隊(duì)利用表面等離激元和納米材料的耦合系統(tǒng)提出了用全光控制的方法測(cè)量微觀(guān)粒子的質(zhì)量。目前預(yù)測(cè)能精確地測(cè)出單個(gè)原子的質(zhì)量。這一測(cè)量的方法是，將待測(cè)原子放在一個(gè)碳納米管表面，然后用兩束強(qiáng)弱不同的光同時(shí)照在碳納米管上，此時(shí)探測(cè)弱光的吸收譜，就可以精確得到碳納米管的振動(dòng)頻率。先后兩次測(cè)量碳納米管的振動(dòng)頻率，得到放入原子前后碳納米管的振動(dòng)頻率的變化量，通過(guò)計(jì)算就能得到落入碳納米管表面的單個(gè)原子的質(zhì)量。
據(jù)介紹，研究團(tuán)隊(duì)將碳納米管、量子點(diǎn)和表面等離激元的復(fù)合系統(tǒng)等系統(tǒng)地組合起來(lái)研究，發(fā)明了個(gè)全光控制的高靈敏納米光學(xué)質(zhì)譜儀。這一新型的質(zhì)譜儀采用全光控制，其靈敏度和精確度比傳統(tǒng)的電學(xué)質(zhì)譜儀高出了將近三個(gè)數(shù)量級(jí)。這項(xiàng)研究工作在現(xiàn)有電學(xué)質(zhì)譜儀上做了很大的提升和改進(jìn)，用全光學(xué)的方法代替了傳統(tǒng)的電學(xué)測(cè)量。
據(jù)介紹，目前正在進(jìn)行的是通過(guò)“光秤"來(lái)對(duì)單個(gè)質(zhì)子或中子進(jìn)行測(cè)量的研究。朱卡的教授團(tuán)隊(duì)還希望把“光秤"應(yīng)用到生物DNA分子的研究中，提出了一種癌細(xì)胞DNA分子的檢測(cè)方法。
據(jù)研究團(tuán)隊(duì)介紹，傳統(tǒng)的癌變DNA分子的質(zhì)量應(yīng)與正常的DNA分子是不一樣的。利用這一光學(xué)質(zhì)譜儀的測(cè)定原理同樣可以檢測(cè)到癌細(xì)胞的存在，并有望向醫(yī)療和臨床領(lǐng)域進(jìn)行推廣。
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