據(jù)最新一期《自然》雜志報(bào)道，英國(guó)倫敦大學(xué)學(xué)院的一項(xiàng)新研究發(fā)現(xiàn)，低成本納米金剛石的量子感應(yīng)能力可提高紙質(zhì)診斷測(cè)試的靈敏度，其靈敏度比廣泛使用金納米顆粒的測(cè)試高出5個(gè)數(shù)量級(jí)，有望更早檢測(cè)出諸如HIV之類的病毒性疾病。

紙質(zhì)側(cè)向流動(dòng)測(cè)試與妊娠測(cè)試的工作方式相同，將一條紙浸入液體樣本中，以顏色（或熒光信號(hào)）變化表示陽性結(jié)果及檢測(cè)到病毒蛋白或DNA，被廣泛用于檢測(cè)從HIV到新冠病毒等各種病毒，可實(shí)現(xiàn)快速診斷，不必在實(shí)驗(yàn)室處理結(jié)果。

納米金剛石具有的更高靈敏度，可檢測(cè)到更低的病毒載量，這意味著可以在更早階段發(fā)現(xiàn)疾病，有望降低病毒傳播風(fēng)險(xiǎn)，采取及時(shí)有效治療。

金剛石具有高度的規(guī)則結(jié)構(gòu)，有些具有一種稱為“氮空位（NV）中心”的缺陷。NV中心有許多潛在應(yīng)用，從超靈敏成像的熒光生物標(biāo)記到量子計(jì)算中的信息處理量子位。研究人員就是利用了納米金剛石的這種特性。

NV中心可發(fā)出明亮的熒光，以此表示抗原或其他靶分子信號(hào)的存在。過去，熒光標(biāo)記受到來自樣品或試紙條的背景熒光的限制，很難檢測(cè)出低濃度病毒蛋白或DNA。但是，熒光納米金剛石的量子性質(zhì)允許選擇性地調(diào)節(jié)其發(fā)光，因此可以使用微波場(chǎng)將信號(hào)固定在設(shè)定的頻率上，并且可以有效地將其與背景熒光分離，從而解決了這一限制。

光學(xué)結(jié)果表明，與金納米顆粒相比，納米金剛石的靈敏度提高了5個(gè)數(shù)量級(jí)（10萬倍），也就是說，生成可檢測(cè)信號(hào)所需的納米顆粒數(shù)量要少得多。通過一個(gè)短短的10分鐘恒溫?cái)U(kuò)增步驟，研究人員能夠在模型樣品中以單個(gè)分子的水平檢測(cè)艾滋病病毒RNA。

這項(xiàng)工作已在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中進(jìn)行了演示，但研究小組希望開發(fā)新的測(cè)試方法，以便可以使用智能手機(jī)或便攜式熒光讀取器讀取結(jié)果，從而使用戶更容易進(jìn)行測(cè)試。（馮衛(wèi)東）