傳統(tǒng)的POCT存在靈敏度局限，漏檢或假陽性風(fēng)險較高，限制了其在常規(guī)門診分析和早期臨床診斷中的應(yīng)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，在核殼熒光納米金剛石FND@SiO₂上進行磁熒光量子位標(biāo)記與調(diào)諧，開發(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。

研究綜合表征證實了FND生物標(biāo)簽的成功構(gòu)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(biāo)記物，通過鎖相分析獲得了超低檢測限（LOD），性能超越傳統(tǒng)比色法及免疫熒光法2000倍以上。此外，進一步采用Unet-ConvLSTM-Attention架構(gòu)的人工智能（AI）增強技術(shù)，通過原始量子隊列的像素級掃描精準(zhǔn)識別真實量子點。此處理不僅顯著提升探測精度，更實現(xiàn)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(biāo)準(zhǔn)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)進行了研究。并測試了FND在外部磁場 B = 0, 1, 2, 3, 4, 10 mT 作用下的連續(xù)波譜。

因此，通過AI輔助光學(xué)量子位數(shù)字化，此符合REASSURED標(biāo)準(zhǔn)（實時、易用、低價、高敏、無樣本限制、用戶友好、快速、免設(shè)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(qū)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。

顯微觀察和二價鐵濃度分析表明，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始。新鮮樣品觀測到磁化率呈現(xiàn)負頻率依賴性（可能源于測量中的渦電流效應(yīng)），但氧化樣品中未見此現(xiàn)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(yīng)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(shè)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)化作用會改造SMS礦床的古地磁記錄。整體磁性參數(shù)隨氧化程度增強而呈現(xiàn)系統(tǒng)性變化。溫度依賴性磁學(xué)測量是區(qū)分SMS礦床氧化狀態(tài)的有效工具?？傊?，這些發(fā)現(xiàn)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。礦物磁學(xué)亦可作為一種氧化還原狀態(tài)的指標(biāo)，用于追蹤海底熱液區(qū)自然和人為環(huán)境波動，為理解動態(tài)地球系統(tǒng)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