量子物理学：超导纳米线探测单个蛋白质离子

由量子物理学家MarkusArndt（维也纳大学）领导的一个国际研究小组在蛋白质检测方面取得了突破性进展：由于超导体纳米线探测器的高能量灵敏度，其量子效率几乎达到100%，并超过了传统光电探测器的检测效率，而低能量探测器的检测率高达1000倍与传统的探测器不同，它们可以通过比较能量来识别大分子这允许对蛋白质进行更灵敏的检测，并在质谱分析中提供附加的位置信息这些研究结果集中发表在《科学进展》杂志上

大分子的检测、鉴定和分析在许多专业领域都很有趣，包括蛋白质研究、诊断和分析质谱仪是一种长期的检测系统，通常根据固定的电荷比分离带电粒子（离子），并测量检测器产生的信号强度这提供了一个关于差异比索的相对丰度的信息，并预测了样本的位置然而，传统的探测器只能对具有高冲击能量的粒子实现高探测效率和空间分辨率，而这种能量现在已经被一种使用超导纳米线探测器的国际原子能探测器所克服

为低能耗的文章加入了强制

在目前的研究中，由维也纳大学协调的一个欧洲联盟，与Delft（SingleQuantum）、Lausanne（EPFL）、Almere（MSVision）和Basel（University）的合作伙伴，首次证明了超导纳米线是蛋白质束的优秀检测器，即所谓的量子质谱法来自待分析样品的离子被送入核磁共振质谱仪，在那里进行过滤维也纳大学物理系量子纳米物理小组的项目负责人Markus Arndt解释道：“如果我们不使用传统探测器中的超导体纳米线，我们就无法识别出撞击探测器的低动能物体。”这是由纳米线探测器的特殊材料特性（超导性）实现的

获得超导性

这种检测方法的关键是纳米线在非常低的温度下表现出超强的导电性，在这种情况下，它们会失去电阻，并允许无损耗的电流过导电纳米线在该区域的激发将恢复到正常的导电状态（量子跃迁）在感应过程中，纳米线电性能的变化可以根据检测信号进行解释“有了我们使用的红外线探测器，”第一作者Marcel Strauß；说“我们探索了从超导到正常导电状态的量子转换，并将常规光电探测器的性能提高到三个数量级。”事实上，纳米线探测器具有显著的量子产率，但烯丙基低的冲击能量除外，并定义了常规探测器的可能性：MarcelStrauß；说：“此外，与这种触觉传感器相适应的聚光器不仅可以根据确定的充电状态来识别分子，还可以根据内部能量来对物质进行分类。这提高了检测能力，为获得更好的空间分辨率提供了可能性。”纳米线探测器可以在质谱、分子光谱、分子偏转测量或分子的量子干涉中找到新的应用，在这些应用中需要高效和高分辨率，特别是低光能