X射线的量子特性 制造“幽灵”生物分子

在美国布鲁克海文国家实验室（Brookhaven National Laboratory，简称BNL）的国家同步辐射光源 II（National Synchrotron Light Source，简称NSLS-II[2]），科学家们正在建造一台量子增强型X射线显微镜。
 

图1｜美国国家同步辐射光源II鸟瞰图（来源：Wikipedia）

 

量子特性碰上生物学

这一突破性技术，受到美国能源部科学办公室的“生物和环境研究项目”的支持。其目的是，能让研究人员用前所未有的方式，对生物分子进行成像。

NSLS-II的研究人员将使用强大的X射线，“查看”原子级材料的结构、化学成分和电子构成。设施上带有的强光灯，促使研究人员获得生物学新进展，例如揭秘蛋白质的结构，从而为各种疾病的药物研发提供依据。

现在，通过利用X射线的量子特性，NSLS-II的研究人员能以较高分辨率，对更敏感的生物分子成像。

虽然X射线具有很强的穿透力，可以为成像研究提供卓越的分辨率，但这种强光也会损坏某些生物样本，例如植物细胞、病毒和细菌。低剂量X射线研究可以保留这些样品，但成像分辨率也会相应降低。

NSLS-II的一位研究人员表示，如果能够成功构建量子增强型X射线显微镜，那么就能以超高分辨率和低剂量X射线，对生物分子进行成像。

 

幽灵成像

NSLS-II的量子增强型X射线显微镜，将通过一种“幽灵成像”的技术，来实现这一完美的功能组合。

传统的X射线成像技术将单束光子（光粒子）通过样本送入检测器，而幽灵成像则需要将X射线束分为两束纠缠的光子流，其中只有一束通过样本，但两束光子都能收集信息。