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为什么“量子蛋白”可能成为生物学的下一个重大事件
具有量子升级的荧光蛋白可以提供前所未有的细胞内部视图
来源:科学美国人水晶水母有一种怪异的美感：由于含有天然蛋白质，它们会发出微弱的绿光。几十年来，研究人员一直使用绿色荧光蛋白和类似分子来照亮生物学领域，追踪细胞内发生的事情。
现在，这些无处不在的工具正在焕发活力：它们的量子特性被利用，使它们类似于量子计算的基本部分。伊利诺伊州芝加哥大学的量子工程师 Peter Maurer 表示：“每个人都用作荧光标记的这些荧光蛋白实际上可以转化为量子位。”毛雷尔说，这个想法“听起来非常科幻”。但物理学并不新鲜，而且这种方法原则上已经被证明是有效的。
荧光蛋白标记是目前世界各地生物实验室最重要的工具之一。它们可以监测蛋白质的位置和活性，感知细胞内的条件，检查候选药物是否瞄准正确的位点，并执行一系列其他任务。但研究人员表示，添加量子扭曲提供了新鲜且令人兴奋的可能性。
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量子传感器可以检测磁场并且非常敏感，因此蛋白质版本可能能够拾取神经元放电或离子流发出的微小信号，或者发现暗示细胞压力或作为癌症早期迹象的微量自由基。研究人员可以远程打开和关闭这些基于蛋白质的量子传感器，使其成为新成像技术和疗法的有用工具。
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本文经许可转载，首次发表于2026年3月3日。