在醫(yī)學(xué)上，營養(yǎng)不良引起的缺鐵可導(dǎo)致貧血癥的發(fā)生；而血液中鐵含量劇增則暗示著人體的一些炎癥。鑒于此，血液鐵含量便成為的一個重要的醫(yī)療診斷指標(biāo)。如今，德國烏爾姆大學(xué)的科學(xué)家們利用納米金剛石傳感器技術(shù)，將血液鐵含量檢測技術(shù)推進(jìn)至一個更高的水準(zhǔn)。

        該項(xiàng)目由烏爾姆大學(xué)實(shí)驗(yàn)物理學(xué)家Fedor Jelezko、理論物理學(xué)家Martin Plenio及化學(xué)試劑師Tanja Weil共同主持，獲得了歐洲研究理事會10,300,000歐元的科研資金贊助。研究成果發(fā)表在Nano Letters雜志上。

        Tanja Weil說，人體內(nèi)鐵元素以化合物的形式存在， 含鐵量正常與否是需要通過檢測游離鐵的含量才能得出數(shù)據(jù)的。 而游離鐵則是單質(zhì)鐵，具有一定的毒性。因此,一般的血常規(guī)檢查由于技術(shù)限制，就檢測不到血液中的游離鐵離子。常規(guī)的檢測方法是基于人體內(nèi)某種特定的蛋白質(zhì)，以此判斷鐵離子的儲量和分布；鐵蛋白便是其一，它含有4500多個磁性鐵離子。大部分檢測都是運(yùn)用免疫學(xué)技術(shù)來估測鐵含量，加上操作人員的個人操作標(biāo)準(zhǔn)不同，有時候會產(chǎn)生多個不同的鐵含量檢測結(jié)果，給醫(yī)療診斷帶來誤區(qū)和不便。

        烏爾姆大學(xué)的研究者最近研發(fā)了一種新的檢測鐵蛋白的方法——納米金剛石傳感器檢測法。工作人員發(fā)現(xiàn)，每一個鐵蛋白原子都能產(chǎn)生磁場。但由于數(shù)量極少，僅有4500多個，所產(chǎn)生的磁場非常弱，一般技術(shù)手段很難檢測到。這一棘手問題則促生了新的問題：找到一種有效的傳感器，能夠檢測到非常微弱的磁場存在。鑒于此，科學(xué)家們想到了人造納米金剛石。實(shí)驗(yàn)中用到的納米金剛石并非無色透明的完美金剛石，而是含有晶格缺陷的金剛石。這些金剛石具有光學(xué)活性，能夠折射出一定的色澤。研究者便利用納米金剛石的色心來觀察鐵蛋白外場的電子自旋方向并測量其大小力度。         此外，研究者還利用金剛石顆粒和鐵蛋白之間的靜電相互作用解決了金剛石表面鐵蛋白的吸收問題。

        “目前，理論建模對于確保測量到的鐵蛋白數(shù)據(jù)跟實(shí)際鐵蛋白情況保持一致非常重要”， Martin Plenio說，“這對于論證納米金剛石傳感器檢測技術(shù)的成立有著重要意義”。

        下一步科研計(jì)劃則是確定鐵蛋白的具體數(shù)量和每一個蛋白中鐵離子的含量。

       烏爾姆大學(xué)的科學(xué)家對此評價(jià)道：納米金剛石傳感器在生物和醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的技術(shù)突破使現(xiàn)有的醫(yī)療診斷水平有了新的提高。將來，血液鐵含量檢測技術(shù)或?qū)⒆兊帽痊F(xiàn)在更準(zhǔn)確，醫(yī)療診斷效果也將大大提高。（編譯自“Spinach and Nanodiamonds? Nanodiamond Biosensor for Detection of Iron-Level in Blood”）