Le spectromètre de résonance magnétique à détection optique (ODMR) CIQTEK est une plate-forme expérimentale basée sur la résonance magnétique de spin du centre de lacunes d'azote (centre NV). En contrôlant les grandeurs physiques de base telles que l'optique, l'électricité et le magnétisme, il met en œuvre la manipulation et la lecture du centre NV du diamant.
Par rapport à la résonance paramagnétique traditionnelle et à la résonance magnétique nucléaire, elle présente les avantages d'un long temps de cohérence, d'une manipulation puissante et de résultats intuitifs des expériences d'effondrement.
Fabrication de sondes en diamant de haute qualité, y compris la croissance du diamant ultra-pur, l'injection d'ions et le processus de traitement micro-nano, maîtrisant le processus de base de préparation du temps de cohérence et des capteurs en diamant de haute stabilité.
Résolution spatiale ultra-élevée pour une mesure précise du champ magnétique, du champ électrique et de la température à l’échelle nanométrique.
Manipulation haute fidélité. Avec des composants de modulation micro-ondes haute puissance à large bande avec une précision temporelle de 50 picosecondes pour obtenir une manipulation cohérente de la rotation à faible bruit, efficace et rapide.
De longues expériences sans surveillance peuvent être menées. Logiciel de contrôle intelligent et système d'acquisition de signal, comprenant l'expérimentation automatique du centre de couleur, l'étalonnage automatique du chemin optique, l'ajustement automatique du champ magnétique, etc.
Applications en analyse spectrale et analyse structurelle
Le spectromètre de résonance magnétique à détection optique (ODMR) CIQTEK peut être appliqué à l'analyse de la structure et de la fonction des macromolécules biologiques, à l'imagerie d'une seule molécule, à l'imagerie subcellulaire, au tri cellulaire, etc., et l'échelle de mesure s'étend de l'ordre du nanomètre au micromètre.
- Résonance paramagnétique électronique (RPE) pour une seule protéine et une seule molécule
La spectroscopie EPR (ESR) de molécules de protéines individuelles dans des conditions ambiantes a été étudiée en analysant l'interaction entre le centre NV et les spins électroniques externes. La mesure des matériaux à l'échelle nanométrique ou même à un seul niveau de spin peut obtenir des informations cachées par une moyenne statistique de l'ensemble, permettant de comprendre plus fondamentalement la structure et les propriétés des matériaux.
- Résonance magnétique nucléaire à l'échelle nanométrique
Dans le domaine de la RMN moléculaire unique, des progrès rapides ont été réalisés ces dernières années. En 2016, des spectres RMN de protéines individuelles ont été obtenus grâce à cette technique. Avec le développement de la technologie, la résolution du déplacement chimique a été considérablement améliorée. La résolution de 1 Hz (volume de l'échantillon : picolitre) peut être atteinte et la RMN à l'échelle d'une seule cellule peut être réalisée.
- Détection de la température, du champ magnétique, du potentiel d'action dans les cellules vivantes
L'application du centre NV dans les nanoparticules de diamant pour suivre les cellules vivantes en temps réel peut permettre de mesurer la température locale à l'échelle nanométrique, de surveiller les changements de température locaux dans des états actifs tels que les cellules cancéreuses et de fournir un feedback sur leurs conditions physiologiques. L'application des centres de couleurs NV pour détecter les potentiels d'action de neurones uniques chez les vers a jeté les bases de l'application de cette technologie dans le domaine des neurosciences. L'imagerie du champ magnétique des bactéries magnétotactiques est réalisée en appliquant les propriétés magnétiques des centres NV.