金剛石中的雜質不僅有顏色，而且可以通過雜質使金剛石成為磁場和溫度領域的精確傳感器。當雜質遇到氮原子時，金剛石晶體結構就會發生改變，一種稱為氮-空位中心就會形成。氮-空位中心里的電子與量子自旋態呈現出了驚人的一致性，而且量子自旋態可以被精確的控制操作。如果納米金剛石內部電子的連貫性能夠維持足夠長的時間，這樣我們不僅可以實現金剛石成為量子計算機的自旋載體材料之一，而且金剛石也會成為揭示神經細胞秘密信息的完美裝置。

       大塊金剛石的氮-空位中心可以儲存光子，并且攜帶有量子文件. 新技術的發明，使得納米金剛石結構可以通過進入氮-空位中心，自組形成環形結構量子，稱之SP1蛋白質。但問題是以微秒單位計算的時候，納米金剛石的自旋連貫性很弱。如今劍橋大學研發人員已經找到在精細人造金剛石中保護氮-空位中心旋轉的方法，而且旋轉一致性的測量也具有很高的分辨率。

       除了以上劍橋大學研究出的方法外，沒有其它的方法可以讓只有幾十納米原子金剛石傳感器精確通過，這是目前所面臨的技術挑戰。但是或許我們可以建立一個精密的查詢裝置，一旦有很多這樣的傳感器，卻找不出你所需要的時候，比如提取一個人細胞的重要器官或諸如之類的關鍵時刻，在成百個亞細胞器官里尋找就變得容易多了。

       由于氮-空位中心會隨著溫度的變化而發出熒光，使得納米療法或者極小（大約兩千分之一開氏度）溫度變化的測量，甚至是在極小的空間（200 納米范圍內）和時間范圍的測量都成為可能。研究人員主要是利用掃描共聚焦顯微鏡的方法測量所發出的熒光。這種顯微鏡可以遷移除了來自一個單一平面的光之外的所有光線，因為氮-空位中心對磁場和電子比較敏感，研究人員把它們當作是一個DC 磁強計進行操作計算。因此，從本質上講，研究人員可以證明核磁共振的光學檢測。

       我們都知道，整個積極代謝細胞內部的溫度環境是不一樣的，像線粒體和中心粒這樣的細胞活動是和局部細胞的熱點區密切相關的，甚至神經元都有明顯的熱剖面峰值，其峰值熱量首先被細胞吸收，然后再被釋放出來。

       而利用納米金剛石出現的問題是一旦放到細胞內，就要一直保持原樣不動。雖然運用其他方法已經解決了溫度測量的困難，比如基因編碼熱傳感器。但是如果這些新納米金剛石可以附在蛋白質上，像以上提到的SP1一樣，那么納米金剛石作為觀察和了解細胞秘密的完美工具就會實現。（摘譯自“Nanodiamond sensors allow for complete surveillance at the cell level”。翻譯：馬燕平）