Quantum Nuova™ 量子自由基检测系统

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10倍灵敏度，可检测超微量细胞自由基

1μm分辨率，实现细胞器层面应激分析

15分钟出结果，快速输出实时检测数据

无损伤检测，保障活细胞生理状态完整

支持96样本检测，满足高通量实验需求

适配标准实验室，无需升级基础设施

50余篇论文验证，技术有效性获专业认可

多领域数据融合，适配全流程研究需求

+86-400 900 5667

产品介绍

QT Nuova 量子传感检测平台是由 QT SENSE推出的量子级高时空分辨率自由基检测系统，该平台以纳米磁共振成像技术为核心，搭载 NV 色心量子传感技术，实现了单细胞及亚细胞水平的自由基实时、非破坏性检测，填补了传统检测手段在亚细胞层面精准监测自由基动力学的技术空白。平台整合改进型共聚焦显微镜与量子传感技术，可针对超氧化物、羟基、一氧化氮等多种常见自由基实现精准检测，检测灵敏度达纳摩尔级别，空间分辨率突破 300 纳米，能够捕捉亚秒级的自由基动力学变化，为生命科学研究、药物研发、临床基础研究等领域提供了新的高精度检测工具。

该平台的核心设计围绕活细胞内自由基的精准检测需求展开，采用 70nm 荧光纳米金刚石（FNDs）作为核心传感载体，通过表面修饰技术可实现线粒体、细胞核、溶酶体等特定亚细胞结构的靶向检测，适配活细胞、组织切片、血液样本、细胞上清液等多种类型样本，同时支持 96 孔板批量检测模式，提升科研检测效率。平台配套 Quantum Pulse 软件，构建了 “样品定位 - FND 查找 - T1 弛豫实验 - 数据分析 - 可视化输出” 的全流程自动化操作体系，简化了量子传感技术的使用流程，让复杂的氧化还原生物学研究具备更强的可操作性与普及性。目前，该平台可应用在心血管、免疫学、皮肤科学、生育研究、肿瘤学等多个研究领域完成实验验证，成为自由基检测与氧化应激研究领域的重要工具。

工作原理

QT Nuova 量子传感检测平台的核心工作原理基于金刚石氮空位（NV）色心的量子传感特性，结合磁噪声检测与 T1 弛豫时间测量技术，将自由基产生的微弱磁信号转化为可量化的光学信号，实现自由基的精准检测与定量分析，整个检测过程无需物理接触样品，对活细胞无破坏性，更好的保留了细胞的自然生理状态。

平台的传感核心为含 NV 色心的荧光纳米金刚石（FNDs），NV 色心是金刚石晶格中氮原子取代碳原子并形成空位的点缺陷结构，其空位中的电子具有独特的自旋 1/2 量子特性，对周围磁环境的波动高度敏感，可作为微型量子传感器嵌入细胞内部。检测流程分为四个核心步骤：首先将适配表面修饰的 FNDs 引入样品体系，通过细胞内吞作用或主动靶向方式，使 FNDs 定位于目标亚细胞结构（如线粒体）；随后平台发射 532 纳米绿色激光对 NV 色心进行脉冲激发，使电子跃迁至激发态，激光停止后进入暗时间阶段，电子在此期间与周围磁环境相互作用并发生纵向弛豫；自由基因具有未成对电子而产生磁矩，其浓度越高，周围磁噪声强度越大，会加速 NV 色心电子的弛豫进程，导致荧光发射强度衰减速度加快；最后通过高灵敏度 APD 检测器捕捉不同暗时间下的荧光信号，将采集数据拟合为指数衰减模型，计算得到 NV 色心的纵向弛豫时间（T1），且 T1 时间与自由基浓度呈显著负相关，通过定量分析 T1 曲线即可实现自由基浓度的精准量化。

此外，平台集成的共聚焦显微系统可实现二维、三维可视化成像，结合 ODMR+T1 映射技术，能够绘制出亚细胞层面的自由基分布图谱，实现检测与成像的同步完成，为研究自由基的空间分布与动态变化提供了全方位的数据支撑。

优势和主要特点

QT Nuova 量子传感检测平台相较于传统自由基检测手段，在检测精度、时空分辨率、检测模式、实用性等维度均展现出显著优势，同时依托量子传感技术的核心特性，形成了一系列贴合科研实际需求的产品特点，可全面适配多场景、多类型的自由基研究与检测需求，且所有性能参数均基于实际实验验证。

在检测性能层面，平台实现了纳摩尔级的检测灵敏度，可精准检测 1-10nM 范围内的自由基，远高于传统荧光探针（检测下限约 μM 级）、分光光度法（检测下限约 μM 级）等手段的检测下限，能够捕捉细胞内低浓度自由基的动态变化，满足微量自由基检测的科研需求；同时具备亚细胞级空间分辨率与亚秒级时间分辨率，可实现单个细胞器层面的自由基动态监测，清晰区分细胞质、线粒体、细胞核等不同部位的自由基产生差异，彻底填补了传统技术无法在亚细胞层面精准定位检测的空白。与传统检测方法相比，平台采用非破坏性检测方式，无需对样品进行化学改性、固定或染色处理，也无需施加外部微波场，不会破坏细胞的自然生理结构与代谢状态，可实现对同一活细胞的长期连续监测，最长监测时长可达 75 小时，而传统荧光探针易发生光漂白，且化学改性会干扰细胞生理过程，无法实现长期动态检测。

在产品设计与实用性层面，平台的核心传感载体 FNDs 为生物相容性惰性材料，化学性质稳定、无细胞毒性，可顺利穿透细胞膜进入活细胞且不会引发细胞应激反应，同时 FNDs 具备抗荧光漂白特性，可保证长期检测过程中的信号稳定性，解决了传统探针易降解、光漂白的核心痛点；平台构建全自动化操作流程，配套的 Quantum Pulse 软件集成自动 FND 查找、自动 T1 弛豫实验、3D 平台精准控制、数据一键可视化等功能，无需复杂的专业量子传感知识背景，经过基础培训即可熟练操作，大幅降低了量子传感技术的使用门槛。

此外，平台具备极强的样本兼容性与拓展性，可适配活细胞、组织切片、血液、血清、细胞上清、96 孔板批量样本等多种类型，同时可与标准荧光显微镜、共聚焦显微镜等科研设备无缝集成，无需改变现有科研实验流程；平台还支持磁噪声光谱法检测，可拓展至磁性粒子、金属离子、顺磁性物质等多种物质的检测，不仅适用于自由基研究，还可延伸至材料科学、环境科学等领域的相关检测需求。

在数据价值层面，平台可输出空间分辨、定量化、动态化的自由基检测数据，实现 “定性 + 定量 + 定位 + 动态追踪” 的四维检测体系，相较于传统仅能实现定性或半定量检测的手段，为氧化应激机制研究、药物作用靶点验证、疾病病理分析提供了更全面、精准的数据支撑，助力科研人员从微观层面解析自由基与细胞功能、疾病发生的关联关系。

应用领域和应用案例

QT Nuova 量子传感检测平台凭借其高灵敏度、亚细胞分辨率、实时非破坏性检测的核心特性，已在生命科学多个细分领域得到成功应用，同时在药物研发、临床基础研究等领域展现出良好的应用潜力，为各领域氧化应激与自由基相关研究提供了全新的技术手段，以下为核心应用领域及经实验验证的典型应用案例：

（一）心血管研究

聚焦心肌细胞氧化应激与缺血再灌注损伤机制研究，以胚胎大鼠心脏来源的 H9-C2 成肌细胞为研究模型，模拟临床缺血再灌注过程中的缺氧 - 复氧环境。实验中通过平台检测发现，当培养环境氧气浓度降至 1% 以下时，心肌细胞线粒体的 T1 时间较正常环境下降 50%，表明线粒体自由基水平显著升高；在后续 3 小时复氧过程中，线粒体 T1 时间逐步恢复至正常水平的 180%，清晰呈现了心肌细胞缺氧 - 复氧过程中自由基动力学的动态变化规律。该研究将线粒体自由基动力学作为氧化应激的核心生物标志物，为评估心脏保护类疗法的干预效果提供了精准的量化检测手段，也为心血管疾病中氧化还原失衡的病理机制研究提供了关键数据支撑。

（二）免疫学研究

针对药物诱导的细胞应激反应及毒性评估研究，以小鼠巨噬细胞 J774A.1 为模型，检测对乙酰氨基酚（APAP）处理后的细胞自由基变化。实验结果显示，APAP 处理 3 小时后，巨噬细胞线粒体中自由基水平较对照组增加 80%，而胞质溶胶中自由基变化在 18 小时后才显著显现，且 T1 值变化呈现明确的剂量依赖性和时间依赖性。同时在 CCCP 诱导的氧化应激验证实验中，平台检测到 CCCP 处理后细胞自由基生成量增加 50%，加入 SOD+CAT 自由基清除剂后，自由基生成量显著减少 50%，实现了细胞质与线粒体中自由基产生的精准区分。该研究为药物细胞毒性评估、免疫细胞应激反应机制解析提供了亚细胞层面的核心数据，填补了传统检测技术无法精准区分亚细胞自由基分布的空白。

（三）皮肤科学研究

围绕紫外线诱导的皮肤细胞损伤与光老化机制研究，以人角质形成细胞 HacaT 为研究对象，检测 UVB 照射后的自由基动态变化。实验发现，UVB 照射 20 分钟后，细胞线粒体 T1 时间较对照组下降 60%，自由基水平显著升高，且随照射时间延长，自由基浓度持续上升。该检测结果清晰揭示了紫外线诱导皮肤细胞线粒体应激的关键节点与动态规律，为皮肤光损伤机制研究、防晒产品功效评估、抗光老化药物研发提供了精准的检测依据，已被多项皮肤科学相关研究项目采用。

（四）生育研究

针对女性生育能力相关的颗粒细胞研究，以原代人卵丘细胞（cGCs）和壁层颗粒细胞（mGCs）为模型，检测不同诱导剂处理后的自由基变化。实验结果表明，甲萘醌处理后，颗粒细胞细胞质和线粒体中自由基浓度较空白组增加 100%；600mIU/ml 卵泡刺激素（FSH）处理后，细胞质自由基增加 40%，线粒体自由基增加 60%。该研究实现了人类颗粒细胞内自由基变化的亚细胞水平实时测量，为女性不孕症病理机制研究、体外受精相关激素与药物的效果评估提供了全新的研究视角，相关成果已应用于辅助生殖技术的基础研究课题。

（五）肿瘤学与药物研发

在肿瘤药物作用机制与疗效评估研究中，以人乳腺癌 MDA-MB-231 细胞为模型，检测临床试验候选药物 ACD1 的作用效果。平台实时监测数据显示，细胞暴露于 ACD1 后 1 小时，线粒体 T1 值显著降低，3 小时后 T1 值下降幅度进一步扩大，且随处理时间延长，T1 值与对照组的偏差逐渐增大，证实了药物诱导的持续氧化应激反应是其抑制肿瘤细胞增殖的核心机制之一。该研究为肿瘤药物的作用机制验证、疗效评估提供了直接的线粒体应激检测数据，弥补了传统组学技术无法直接测量线粒体氧化应激的短板。

此外，平台还在关节炎滑液检测、肝脏组织氧化应激研究等领域得到应用，如检测吡罗昔康对骨关节炎滑液中自由基的抑制作用，以及乙醇和 L - 抗坏血酸对小鼠肝组织自由基的调控作用，展现出跨领域的应用潜力。未来，随着技术的进一步优化，平台还可拓展至神经退行性疾病、传染病、环境毒理学等更多领域的自由基相关研究。

设备参数

光学和成像
激光光源波长	绿光-532 nm
激光源最大功率	50 mW
样品处的激光功率	25μW
发射滤光片类型	605 nm低通滤光片
放大倍数	100x油浸物镜
数值孔径	1.3
物镜标称分辨率	260 nm
Z-Stack分辨率	25 nm
明场视场	200×200μm
扫描机制	Galvo横向扫描镜
帧率	振镜横向扫描速度高达1f/s,可拍摄全帧图像(较小图像可拍摄更多f/s)
横向分辨率	可达300 nm

磁力仪规格
测量技术	T₁ 弛豫测量法
扫描时间	~3分钟(10000次重复-50次暗时间；lμs最小DT-2ms最大DT)
最低自由基浓度	10纳摩尔
光子探测器	单光子APD
探测滤光片组	长通滤光片：650 nm,700 nm,750 nm
自动化功能	电动滤光片组

设备布局
Quantum Nuova物理尺寸	820×820×400mm
仪器重量	70 kg
运行电压	230 VAC，50 Hz
冷却	空冷
环境	10℃至环境35℃,<90%R.H.
控制柜尺寸	600×500×500mm