磁共振调控活体内的自由基对运动

磁场能影响一类特殊的化学反应中间体——自旋关联自由基对（SCRPs），这类粒子具有量子纠缠特性，其反应行为会随磁场变化而改变。过去研究已知静态或交变磁场可在分子层面影响生物系统，但从未有人在多细胞生物体内人工构建出对磁场敏感的SCRP系统。本研究首次突破这一限制：研究人员将一种名为mScarlet的红色荧光蛋白（RFP）与黄素辅因子（flavin）组合，在活体转基因秀丽隐杆线虫（Caenorhabditis elegans）中构建出可被磁场调控的反应体系。实验发现，当施加特定强度的静态磁场和接近电子自旋共振频率的射频磁场时，RFP的荧光强度会发生可测量的变化；该现象在室温下的试管实验和活体线虫中均被重复验证。进一步分析表明，这种磁效应源于寿命超过4纳秒的量子相干自由基对。这意味着，射频磁场不仅能影响试管中的化学反应，还能在真实活体环境中调控生化反应动态。这项工作不仅为理解生物磁感应机制（如鸟类导航）提供了新线索，更开辟了一条全新路径：未来或可通过无创、远程的磁场手段，精准调控基因表达、信号通路等关键生命过程，推动‘量子生物学工具’在医学与生物工程中的实际应用。