港大量子傳感顯微鏡 推動細胞力學

持續與微環境相互作用和資訊交流，對於細胞的生存和執行生物功能至關重要，而透過精確量化細胞的黏附力，可理解當中細胞力調控的複雜性。過去幾十年，研究人員成功開發了各種方法來測量細胞黏附力，包括已被廣泛應用的有牽引力顯微鏡（TFM）、光鑷/磁鑷和基於分子張力的螢光顯微鏡（MTFM）等。然而，這些技術在靈敏度和資訊解析方面存在重大局限，螢光顯微鏡更有螢光染料光漂白的問題。

研究團隊利用可借細胞力拉伸的聚合物，結合金剛石中NV色心的縱向弛豫時間，實現「量子增強金剛石分子張力顯微鏡」（QDMTM）。克服了傳統細胞力測量設備在光漂白、有限靈敏度和資訊解析模糊等多方面的局限，為細胞黏附力對癌細胞擴散的影響等細胞力學領域研究，開闢了新的視角。此外，QDMTM感測器清洗後可重複使用，對不同樣本細胞黏附力比較的絕對準確性得以提高。

團隊下一階段研究的目標，是使用納米金剛石顆粒替換當前方案中的塊狀金剛石作為量子感測器，從而實現對細胞力在任意方向上的測量。