耶路撒冷希伯来大学尤西-帕蒂尔（Yossi Paltiel）教授领导的研究小组与来自魏兹曼和奥地利 IST 的研究小组最近进行了一项研究，揭示了核自旋对生物活动的重大影响。这一发现挑战了长期以来的假设，为生物技术和量子生物学的进步带来了令人兴奋的可能性。
研究人员发现了核自旋对生物过程的重大影响，特别是手性环境中的氧动力学。这一突破将彻底改变生物技术、量子生物学、同位素分离和核磁共振技术。资料来源：《美国国家科学院院刊
长期以来，科学家一直认为核自旋对生物过程没有影响。然而，最近的研究表明，某些同位素因其核自旋而表现出不同的行为。研究小组重点研究了稳定的氧同位素（16O、17O、18O），发现核自旋对手性环境中氧的动力学有显著影响，特别是在氧的传输过程中。
希伯来大学 Yossi Paltiel 教授。资料来源：耶路撒冷希伯来大学
这些发现发表在著名的《美国国家科学院院刊》（PNAS）上，对受控同位素分离具有潜在影响，并可能彻底改变核磁共振（NMR）技术。
首席研究员 Yossi Paltiel 教授对这些发现的意义表示兴奋。他说："我们的研究表明，核自旋在生物过程中起着至关重要的作用，这表明操纵核自旋可能会在生物技术和量子生物学领域带来突破性应用。这有可能彻底改变同位素分馏过程，并为核磁共振等领域带来新的可能性。"
研究人员一直在研究生物体内微小粒子的"奇怪"行为，例如，研究鸟类导航的量子效应可能会帮助一些鸟类在长途旅行中找到方向。在植物中，有效利用阳光获取能量受到量子效应的影响。
微小粒子世界与生物之间的这种联系很可能可以追溯到数十亿年前，当时生命开始出现，具有特殊形状的分子被称为手性。手性之所以重要，是因为只有具有正确形状的分子才能在生物体内完成它们需要完成的工作。
手性与量子力学之间的联系是在"自旋"中发现的，它就像一种微小的磁性。手性分子可以根据自旋与粒子产生不同的相互作用，这就是所谓的"手性诱导自旋选择性"（CISS）。
科学家发现，在涉及手性分子的生命过程中，自旋会影响电子等微小粒子。他们想研究自旋是否也会影响较大的粒子，如离子和分子，它们是生物运输的基础。 于是，他们用具有不同自旋的水粒子做了实验。结果表明，自旋会影响水在细胞中的行为，当涉及手性分子时，水会以不同的速度进入细胞，并以独特的方式发生反应。
这项研究强调了自旋在生命过程中的重要性。了解和控制自旋可能会对生物的工作方式产生重大影响。它还可能有助于改善医学成像，创造治疗疾病的新方法。