维也纳大学 葛兰菌素是一种复杂的抗生素多肽，其离域现象的艺术插图
学分:阿明·沙耶吉，维也纳大学 量子力学的中心原则之一是波粒二象性
它告诉我们，即使是巨大的物体也像粒子和波一样
许多以前的实验已经表明，电子、中子、原子甚至大分子都是如此
量子论认为这是物质的普遍属性
然而，众所周知，很难将这一研究扩展到复杂的生物分子系统
在斯坦福大学量子化学模型的支持下，维也纳大学的新实验第一次证明了一种复杂抗生素多肽的量子波性质
研究结果发表在《自然通讯》上
生命构件的量子干涉 粒子波二象性是量子物理中普遍存在的现象，尽管它已经被人们所知近一个世纪，但当我们看到它在复杂物质中实现时，它仍然引发了困惑:一个物体如何以类似波的方式离域？如果量子物理是一个普遍的理论:一个物体可以有多复杂来观察这种违反直觉的行为？它仍然适用于更大的物质块，甚至生命的组成部分，例如肽和蛋白质吗？ 维也纳大学马库斯·阿尔特周围的研究小组正在开发复杂的工具来发射、衍射、干涉和检测复杂的分子
然而，迄今为止，用长氨基酸链测试量子物理仍然是令人望而却步的
他们必须克服与产生足够强的这些生物聚合物束有关的挑战，将它们在高真空中与任何扰动环境隔离，并建立相干工具来探测它们的量子性质
在发表在《自然通讯》上的新工作中，阿明·沙耶吉和他的同事首次证明了天然多肽格兰米西丁的量子干扰，格兰米西丁是一种由15个共价结合的氨基酸组成的抗生素
这一成功的关键是在肽分解之前使用超快和强激光来解吸肽，以及利用基于量子测量的衍射元件的物质波干涉法
这些技术将为从蛋白质到脱氧核糖核酸的更复杂的生物纳米材料铺平道路
这项研究是由探索量子物理的极限和建立新的量子增强技术作为气相中分离的单个生物分子的微创分析工具的基本兴趣驱动的
实验方法 飞秒短紫外激光脉冲将易碎的分子从表面敲掉
粒子在冷氩原子的喷射中被卷走
格拉米西丁分子以高达600米/秒的速度行进，其微小波长仅为350毫微微米，约为生物分子本身直径的万分之一
Shayeghi等人
使用一种非常敏感的技术，即时域塔尔博特-劳干涉测量法来测量它们的量子条纹图，发现分子相干性的离域超过了分子大小的20倍，这只能用量子力学来解释
这个结论得到了与托德·J·合作的额外高级量子化学计算的证实
斯坦福大学的马丁内斯预测了进入相空间模拟以模拟干涉过程的电子结构和性质
谢耶吉说:“我们的新技术将能够对生物分子的量子特性进行详细的研究，并为生物相关分子的新型光学光谱学铺平道路。”
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