Een enkel molecuul als quantumsensor voor individuele eiwitten
Onderzoekers van de University of Waterloo gebruikten voor het eerst één trityl OX063 molecuul als nanoschaal quantumsensor en verlengden de coherentie tot ongeveer 400 microseconden: circa 60 keer langer dan met stan... Het SQUINT platform detecteert momenteel de magnetische toestand van ongeveer tien kernspins en...
Gepubliceerd doorBewerkt met DeepSeek-V4-FlashAfbeeldingen gegenereerd met GPT Image 1.5
Onderzoekers van de University of Waterloo gebruikten voor het eerst één trityl OX063 molecuul als nanoschaal quantumsensor en verlengden de coherentie tot ongeveer 400 microseconden: circa 60 keer langer dan met stan...
Het SQUINT platform detecteert momenteel de magnetische toestand van ongeveer tien kernspins en heeft volgens het onderzoeksteam een duidelijk pad naar gevoeligheid voor afzonderlijke spins [5].
What breakthrough did University of Waterloo researchers achieve by using a single trityl-OX063 molecule as a quantum sensor, how did they eConceptual illustration of the SQUINT platform, combining a single trityl-OX063 molecule with nanowire-based mechanical readout for nanoscale quantum sensing.
AI Prompt
Create a landscape editorial hero image for this Studio Global article: What breakthrough did University of Waterloo researchers achieve by using a single trityl-OX063 molecule as a quantum sensor, how did they e. Article summary: Here is a clear breakdown of the breakthrough, the technique, and the implications, based on the peer-reviewed paper in *Physical Review X* and the official University of Waterloo announcement [5][8].. Topic tags: general, academic, education, general web, user generated. Style: premium digital editorial illustration, source-backed research mood, clean composition, high detail, modern web publication hero. Use reference image context only for broad subject, composition, and topical grounding; do not copy the exact image. Avoid: logos, brand marks, copyrighted characters, real person likenesses, fake screenshots, UI text, readable text, watermarks, charts with f
openai.com
Onderzoekers van het Institute for Quantum Computing (IQC) van de University of Waterloo hebben voor het eerst een enkel trityl-OX063-molecuul ingezet als nanoschaal-quantumsensor. De techniek, die SQUINT heet — een afkorting van Spin-based Quantum Integrated Nanomechanical Transduction — werd op 27 juli 2026 beschreven in Physical Review X.
De kern van de doorbraak is dat de onderzoekers de quantumtoestand van de moleculaire sensor veel langer stabiel konden houden. Daardoor ontstaat een mogelijke nieuwe manier om de magnetische omgeving van afzonderlijke atomen in één eiwit te meten. Dat kan uiteindelijk gevolgen hebben voor structurele biologie en de ontwikkeling van geneesmiddelen .
Studio Global AI
Continue your research
This page includes a source-backed answer you can continue inside Studio Global.
What is the short answer to "Een enkel molecuul als quantumsensor voor individuele eiwitten"?
Onderzoekers van de University of Waterloo gebruikten voor het eerst één trityl OX063 molecuul als nanoschaal quantumsensor en verlengden de coherentie tot ongeveer 400 microseconden: circa 60 keer langer dan met stan...
What are the key points to validate first?
Onderzoekers van de University of Waterloo gebruikten voor het eerst één trityl OX063 molecuul als nanoschaal quantumsensor en verlengden de coherentie tot ongeveer 400 microseconden: circa 60 keer langer dan met stan... Het SQUINT platform detecteert momenteel de magnetische toestand van ongeveer tien kernspins en heeft volgens het onderzoeksteam een duidelijk pad naar gevoeligheid voor afzonderlijke spins [5].
Een enkel molecuul als quantumsensor voor individuele eiwitten
Onderzoekers van de University of Waterloo gebruikten voor het eerst één trityl OX063 molecuul als nanoschaal quantumsensor en verlengden de coherentie tot ongeveer 400 microseconden: circa 60 keer langer dan met stan... Het SQUINT platform detecteert momenteel de magnetische toestand van ongeveer tien kernspins en...
Gepubliceerd doorBewerkt met DeepSeek-V4-FlashAfbeeldingen gegenereerd met GPT Image 1.5
Onderzoekers van de University of Waterloo gebruikten voor het eerst één trityl OX063 molecuul als nanoschaal quantumsensor en verlengden de coherentie tot ongeveer 400 microseconden: circa 60 keer langer dan met stan...
Het SQUINT platform detecteert momenteel de magnetische toestand van ongeveer tien kernspins en heeft volgens het onderzoeksteam een duidelijk pad naar gevoeligheid voor afzonderlijke spins [5].
What breakthrough did University of Waterloo researchers achieve by using a single trityl-OX063 molecule as a quantum sensor, how did they eConceptual illustration of the SQUINT platform, combining a single trityl-OX063 molecule with nanowire-based mechanical readout for nanoscale quantum sensing.
AI Prompt
Create a landscape editorial hero image for this Studio Global article: What breakthrough did University of Waterloo researchers achieve by using a single trityl-OX063 molecule as a quantum sensor, how did they e. Article summary: Here is a clear breakdown of the breakthrough, the technique, and the implications, based on the peer-reviewed paper in *Physical Review X* and the official University of Waterloo announcement [5][8].. Topic tags: general, academic, education, general web, user generated. Style: premium digital editorial illustration, source-backed research mood, clean composition, high detail, modern web publication hero. Use reference image context only for broad subject, composition, and topical grounding; do not copy the exact image. Avoid: logos, brand marks, copyrighted characters, real person likenesses, fake screenshots, UI text, readable text, watermarks, charts with f
openai.com
Onderzoekers van het Institute for Quantum Computing (IQC) van de University of Waterloo hebben voor het eerst een enkel trityl-OX063-molecuul ingezet als nanoschaal-quantumsensor. De techniek, die SQUINT heet — een afkorting van Spin-based Quantum Integrated Nanomechanical Transduction — werd op 27 juli 2026 beschreven in Physical Review X.
De kern van de doorbraak is dat de onderzoekers de quantumtoestand van de moleculaire sensor veel langer stabiel konden houden. Daardoor ontstaat een mogelijke nieuwe manier om de magnetische omgeving van afzonderlijke atomen in één eiwit te meten. Dat kan uiteindelijk gevolgen hebben voor structurele biologie en de ontwikkeling van geneesmiddelen .
Studio Global AI
Continue your research
This page includes a source-backed answer you can continue inside Studio Global.
What is the short answer to "Een enkel molecuul als quantumsensor voor individuele eiwitten"?
Onderzoekers van de University of Waterloo gebruikten voor het eerst één trityl OX063 molecuul als nanoschaal quantumsensor en verlengden de coherentie tot ongeveer 400 microseconden: circa 60 keer langer dan met stan...
What are the key points to validate first?
Onderzoekers van de University of Waterloo gebruikten voor het eerst één trityl OX063 molecuul als nanoschaal quantumsensor en verlengden de coherentie tot ongeveer 400 microseconden: circa 60 keer langer dan met stan... Het SQUINT platform detecteert momenteel de magnetische toestand van ongeveer tien kernspins en heeft volgens het onderzoeksteam een duidelijk pad naar gevoeligheid voor afzonderlijke spins [5].
De spins van moleculen bevatten de informatie die een quantumsensor meet. In veel moleculaire systemen verliezen die spins hun coherentie — de samenhangende quantumtoestand die nodig is voor een betrouwbare meting — al binnen ongeveer 10 microseconden. Dat is doorgaans te kort om er praktisch mee te kunnen meten .
Het team pakte dat probleem op twee manieren aan.
Een aangepaste besturingsreeks
De onderzoekers ontwikkelden een aangepaste XYXY-dipool-decouplingreeks. Die onderdrukt interacties tussen elektronen over een breed bereik van besturingsvelden. Hierdoor bleef de sensor ongeveer 400 microseconden coherent: ruwweg 60 keer langer dan met standaard spin-echo-technieken in hetzelfde systeem .
“Een belangrijke uitdaging was om de OX063-spins lang genoeg coherent te houden om ze als sensor te kunnen gebruiken”, zei Sahand Tabatabaei, promovendus bij het IQC en eerste auteur van het onderzoek .
Mechanische uitlezing met nanodraden
In plaats van een optische uitlezing, zoals bij quantum sensoren met diamant en stikstofvacatures — de zogenoemde NV-centra — gebruikt SQUINT een mechanische detectiemethode. Nanodraden meten de quantumsignalen. De sondes zijn ongeveer 100 nanometer dik, vergelijkbaar met de grootte van een virus, en circa 20 micrometer lang, ongeveer de diameter van een mensenhaar .
Volgens de onderzoekers is deze mechanische uitlezing nieuw binnen quantum sensing. Ze maakt het bovendien mogelijk om de sensor dichter bij een doelmolecuul te brengen dan bij sensoren die in een diamantkristal zijn ingebouwd .
Wat dit kan betekenen voor eiwitten en medicijnen
Een belangrijk voordeel van trityl-OX063 is dat het molecuul niet vastzit in een kristalrooster. Het kan chemisch worden bevestigd of op enkele nanometers van een doelmolecuul worden geplaatst. Daardoor ontstaat veel meer controle over de positie van de sensor .
Dat kan op termijn drie belangrijke toepassingen opleveren:
Structuur van afzonderlijke eiwitten in kaart brengen. Veel huidige beeldvormingstechnieken werken met grote hoeveelheden materiaal en leveren daardoor een gemiddeld beeld op. Een sensor op nanoschaal zou de magnetische omgeving van individuele atomen in één eiwit kunnen meten en zo een directe structurele kaart op moleculair niveau kunnen opleveren .
Gerichtere geneesmiddelenontwikkeling. Als onderzoekers beter kunnen zien hoe een afzonderlijk eiwit zich gedraagt en hoe een kandidaat-geneesmiddel eraan bindt, kan dat inzicht geven in ziekteprocessen en in de manier waarop behandelingen hun doelwit bereiken .
Nauwkeurige plaatsing van de sensor. Doordat trityl-OX063 niet aan een diamantrooster gebonden is, kan het molecuul dichter bij het te onderzoeken object worden gebracht dan bestaande kristalgebaseerde sensoren .
Nog geen volledige single-spinmeting
De techniek bevindt zich nog in een vroege onderzoeksfase. De SQUINT-sensor kan momenteel de magnetische toestand van ongeveer tien kernspins detecteren . Volgens onderzoeksleider Raffi Budakian is er wel een duidelijk ontwikkelingstraject richting gevoeligheid voor één enkele spin. Dat is de noodzakelijke volgende stap om de structuur van individuele moleculen rechtstreeks in kaart te brengen .
De resultaten vormen daarmee vooral een praktische stap vooruit: niet een voltooide methode voor het routinematig afbeelden van afzonderlijke eiwitten, maar een nieuwe quantumtechniek die dat doel dichterbij brengt.
De spins van moleculen bevatten de informatie die een quantumsensor meet. In veel moleculaire systemen verliezen die spins hun coherentie — de samenhangende quantumtoestand die nodig is voor een betrouwbare meting — al binnen ongeveer 10 microseconden. Dat is doorgaans te kort om er praktisch mee te kunnen meten .
Het team pakte dat probleem op twee manieren aan.
Een aangepaste besturingsreeks
De onderzoekers ontwikkelden een aangepaste XYXY-dipool-decouplingreeks. Die onderdrukt interacties tussen elektronen over een breed bereik van besturingsvelden. Hierdoor bleef de sensor ongeveer 400 microseconden coherent: ruwweg 60 keer langer dan met standaard spin-echo-technieken in hetzelfde systeem .
“Een belangrijke uitdaging was om de OX063-spins lang genoeg coherent te houden om ze als sensor te kunnen gebruiken”, zei Sahand Tabatabaei, promovendus bij het IQC en eerste auteur van het onderzoek .
Mechanische uitlezing met nanodraden
In plaats van een optische uitlezing, zoals bij quantum sensoren met diamant en stikstofvacatures — de zogenoemde NV-centra — gebruikt SQUINT een mechanische detectiemethode. Nanodraden meten de quantumsignalen. De sondes zijn ongeveer 100 nanometer dik, vergelijkbaar met de grootte van een virus, en circa 20 micrometer lang, ongeveer de diameter van een mensenhaar .
Volgens de onderzoekers is deze mechanische uitlezing nieuw binnen quantum sensing. Ze maakt het bovendien mogelijk om de sensor dichter bij een doelmolecuul te brengen dan bij sensoren die in een diamantkristal zijn ingebouwd .
Wat dit kan betekenen voor eiwitten en medicijnen
Een belangrijk voordeel van trityl-OX063 is dat het molecuul niet vastzit in een kristalrooster. Het kan chemisch worden bevestigd of op enkele nanometers van een doelmolecuul worden geplaatst. Daardoor ontstaat veel meer controle over de positie van de sensor .
Dat kan op termijn drie belangrijke toepassingen opleveren:
Structuur van afzonderlijke eiwitten in kaart brengen. Veel huidige beeldvormingstechnieken werken met grote hoeveelheden materiaal en leveren daardoor een gemiddeld beeld op. Een sensor op nanoschaal zou de magnetische omgeving van individuele atomen in één eiwit kunnen meten en zo een directe structurele kaart op moleculair niveau kunnen opleveren .
Gerichtere geneesmiddelenontwikkeling. Als onderzoekers beter kunnen zien hoe een afzonderlijk eiwit zich gedraagt en hoe een kandidaat-geneesmiddel eraan bindt, kan dat inzicht geven in ziekteprocessen en in de manier waarop behandelingen hun doelwit bereiken .
Nauwkeurige plaatsing van de sensor. Doordat trityl-OX063 niet aan een diamantrooster gebonden is, kan het molecuul dichter bij het te onderzoeken object worden gebracht dan bestaande kristalgebaseerde sensoren .
Nog geen volledige single-spinmeting
De techniek bevindt zich nog in een vroege onderzoeksfase. De SQUINT-sensor kan momenteel de magnetische toestand van ongeveer tien kernspins detecteren . Volgens onderzoeksleider Raffi Budakian is er wel een duidelijk ontwikkelingstraject richting gevoeligheid voor één enkele spin. Dat is de noodzakelijke volgende stap om de structuur van individuele moleculen rechtstreeks in kaart te brengen .
De resultaten vormen daarmee vooral een praktische stap vooruit: niet een voltooide methode voor het routinematig afbeelden van afzonderlijke eiwitten, maar een nieuwe quantumtechniek die dat doel dichterbij brengt.
