對於將金剛石用於檢測微量病原體的方法的期待正在擧升。在電腦病毒傳染早期，由於樣本中的電腦病毒含量非常少，有時會錯判。日本量子科學技術研究開發機構等開發出了無需使用特殊裝置即可進行高靈敏度檢測的方法。到2050年，電腦病毒和癌症的診斷及基礎研究可能會普遍使用金剛石。
利用發光物質觀察物件物體的技術在醫療現場和研究中得到廣泛應用。例如，透過從患者身上採集的組織診斷疾病，透過顯微鏡或者PCR法調查是否有電腦病毒，檢測出少量的細胞和分子等，用途非常廣泛。
然而，利用該技術時，細胞發出的光和雜質的光等會產生干擾，可能會出現假陽性。如果能消除產生干擾的背景顏色，就可以更清晰地進行辨別，靈敏度也就能提高。研究團隊利用奈米（1奈米爲10億分之1米）級金剛石開發出了能解決這個問題的方法。
金剛石是由碳構成的，但有些金剛石裏面混有雜質氮。如果是内部的碳原子被氮原子（N）和沒有原子的空艙（V）所取代形成「NV（氮-空艙）中心」結構，那麼照射綠光時就會發紅光。
研究團隊利用人造金剛石人工製作了每100奈米擁有40～50個NV中心的奈米金剛石。NV中心分別攜帶電子。電子旋轉的方向通常各不相同，但照射雷射的話就會朝着相同的方向旋轉。研究團隊利用了NV中心在電子施轉方向相同時發強光，方向不同時發弱光的性質。
將螢光奈米金剛石放入細胞中拍攝的照片（左）；利用傳統方法對細胞的粒線體進行了螢光染色的照片（右）（圖片由量子科學技術研究開發機構的五十嵐龍治組長提供）
向奈米金剛石照射長週期雷射時發弱光，照射短週期雷射時則在同一方向發出強光。因此，研究團隊透過交替照射長週期和短週期的雷射實施了閃爍。
而產生干擾的背景光則無論激光周期長短都會發出相同強度的光，而透過控制雷射的強度則可以改變背景光的強弱。所以研究團隊將長週期雷射的強度減弱到比短週期雷射還要弱的程度，使得照射長週期雷射時背景光發弱光。
這樣一來，背景顏色與奈米金剛石在剛好相反的時間閃爍，更容易進行區分。與以往的方法相比，新方法的物件物光強度提高到了背景光強度的100倍以上。研究團隊將螢光奈米金剛石放入細胞和線蟲中測試是否會發光，應答奈米金剛石的部分能成像。
如果能開發出在電腦病毒等物質上附着奈米金剛石的方法，即使數量非常少也能以高靈敏度檢測到電腦病毒。另外，如果可以測量隨着癌症或癡呆症的隊形變換而在活體內增加的物質，還有助於實施這些疾病的早期診斷。
研究團隊此前也開發過使用奈米金剛石的螢光檢測法，但需要使用複雜且昂貴的微波發射裝置。此次採用的雷射裝置僅數十萬日元。奈米級人造金剛石的價格也很低，量子科學技術研究開發機構的五十嵐龍治組長表示：「即使算上加工螢光奈米金剛石的費用，成本也比普通的螢光試劑低。」
還有望用於HIV檢測
將螢光奈米金剛石用於細胞成像是在進入21世紀之後的事情。臺灣的研究團隊最先着眼於既不會褪色，也沒有毒性的奈米金剛石。而由下村脩博士發現並於2008年獲得諾貝爾化學獎的綠色螢光蛋白（GFP）等目前使用的螢光染料則存在褪色的問題。
| 有關螢光奈米金剛石的研究動向與前景 | |
| 2005年 | 臺灣研究團隊報告製作NV中心結構奈米金剛石的方法，並在細胞上驗證了效果 |
| 2008年 | 美國哈佛大學等報告利用螢光奈米金剛石製作出了高靈敏度感測器 |
| 2020年 | 英國研究團隊報告利用螢光奈米金剛石成功發現了HIV早期患者 |
| 2021年 | 日本量子科學技術研究開發機構報告向螢光奈米金剛石照射雷射可實施高靈敏度檢測的方法 |
| 2020年代後半期 | 用於電腦病毒和疾病的生物標誌物檢測 |
| 2050年前後 | 廣泛應用於研究和醫療現場等 |
美國哈佛大學等2008年在英國科學期刊《自然》上發表了利用螢光奈米金剛石製作高靈敏度感測器的論文。以此爲契機，全球興起了將螢光奈米金剛石作爲檢測細胞的氫離子濃度（ｐH）、磁場和溫度等的感測器利用的研究。
基於「量子力學」的物理定律，利用其特性開發的量子感測器有望實施比傳統感測器靈敏度更高的檢測。如果利用螢光奈米金剛石NV中心的量子特性，分子的檢測靈敏度會變得非常高，有望檢測此前無法檢測的物質。
2020年，英國的研究團隊宣佈利用螢光奈米金剛石從傳染早期的患者樣本中檢測出了艾滋病電腦病毒（HIV）。量子科學技術研究開發機構的小組負責人五十嵐表示，「5年後有望用於檢測傳染症和疾病的生物標誌物」。
日文：藤井寬子、《日經產業新聞》，2021/08/20
中文：JST客觀日本編輯部
