Исследователи лаборатории квантовой фотодинамики химического факультета МГУ имени М.В. Ломоносова впервые продемонстрировали, что флуоресцентные белки могут использоваться в качестве квантовых биомаркеров. Они открывают новые горизонты в оптических технологиях, позволяя детально изучать и контролировать живые системы. Данная работа, поддержанная грантом РНФ № 22-13-00126, была удостоена публикации в престижном журнале J. Phys. Chem. B.

Квантовая запутанность частиц играет ключевую роль в развитии спектроскопии. Использование запутанных фотонов позволяет значительно снизить интенсивность светового излучения, что особенно важно при исследованиях in vivo. Флуоресцентные белки, будучи генетически кодируемыми биомаркерами, становятся незаменимыми инструментами для мониторинга состояния клеток и тканей.

Учёные выявили, что процесс поглощения пар запутанных фотонов включает как классические, так и неклассические составляющие, причём вклад последнего значительно выше. Это открытие подтверждает принципиальные различия между возбуждением молекул запутанными и классическими фотонами.

"Наше исследование показало, что флуоресцентные белки идеально подходят для создания квантовых биомаркеров и биосенсоров, – отмечает Анастасия Боченкова, руководитель лаборатории квантовой фотодинамики. – Благодаря направленной модификации аминокислотных остатков можно управлять электростатическими свойствами белков, что существенно влияет на их взаимодействие с фотонами".

Кроме того, возможность создавать белки с заданными фотофизическими характеристиками открывает новые пути в разработке квантовых оптических технологий. Внедрение данных инноваций станет частью программы Инженерной школы МГУ.