32、果蝇体内电子自旋的自发射频发射：一种新型生物信号

果蝇体内电子自旋的自发射频发射：一种新型生物信号

在生物学和物理学的交叉领域，科学家们一直在探索生物体内的各种信号机制。其中，果蝇体内电子自旋的自发射频发射这一现象引起了广泛关注。本文将详细介绍相关实验及结果，探讨其可能的机制和意义。

1. 实验背景与动机

以往有关于生物系统射频发射的报道，但大多未将磁场作为控制变量，且早期实验条件控制不佳，多强调生物无线电通信。而本次研究的动机源于Naaman及其同事的发现，即电子电流通过手性介质时会在传播方向上发生自旋极化。若能通过射频发射在体内实验中得到证实，将使生物电子学进入自旋电子学领域，对生物电化学和生物电子自旋共振（ESR）光谱的解释产生影响。

2. 实验方法与设置

2.1 射频发射检测

将约10只果蝇置于特氟龙管中，放置在WR229波导末端，使用室温C波段卫星接收器在4.5 - 4.8 GHz检测射频发射。通过对数功率计和锁相放大器检测信号，调制频率为16 kHz，宽度约90高斯，响应时间常数为1秒（每倍频程6 dB），稳定磁场以约10高斯/秒的速度扫描。结果显示在200、270、770、800、1050和1300高斯处有明显的共振特征。

2.2 2.6 GHz谐振器实验

• 慢记录实验
  • 谐振器设置 ：谐振器与果蝇有高度的磁耦合，但存在较大的射频干扰，因为它本身不提供法拉第笼。最初设计计划与发生器和循环器接口，最终构建完整的ESR装置。选择2.6 GHz是因为该频段的组件可用于手机和WiFi，价格实惠且易于获取。