基于钻石的成像系统，可利用电子的磁共振探测带电原子，以及实时观察化学反应过程。该新型显微镜，能够提供铜离子的量子磁共振影像。通过钻石打造的探头，量子显微镜可以协助科研人员研究纳米尺度微观世界的奥秘，诸如DNA如何在细胞内折叠、药物如何作用、细菌如何代谢金属等。量子显微镜可以给溶液中的离子单独成像，揭示正在发生的生物化学反应，而不干涉反应过程。
如同医用磁共振成像(MRI)设备可以揭示人体内部结构而不造成伤害一般，可以用于分子结构的类似成像系统一直是科研人员的向往。利用电子自旋形成量子级成像的量子磁共振成像技术的目标，正是为化学反应、包括含金属离子的化学反应进行成像。
医用磁共振设备的原理是：将病人置于磁场中，人体内原子的质子会与设备内磁场的磁力线对齐；然后设备向人体待成像区域发射射频脉冲，使得质子脱离对齐状态；当脉冲结束时，质子重新对齐并释放特定频率的电磁波；如果人体组织释放的电磁波频率与设备中探测器的频率合拍，两个频率会产生共振，就像调至同一音调的吉他琴弦一样；此类设备利用这一共振重构人体影像。
在澳大利亚墨尔本大学，由物理学家Lloyd Hollenberg和David Simpson带领的团队希望通过这个技术探测细胞内的金属离子。为构建量子磁共振显微镜，科研人员采用了宽度为2毫米且晶体中含有原子级缺陷的钻石。这些缺陷对磁场变化敏感，并且可以通过“调频”让其与待测分子或离子的自旋共振。
Hollenberg、Simpson和同事们采用的钻石在接近表面特定位置具有缺陷阵列，这个钻石被置于紧靠待观测样品的显微镜末端。他们将缺陷的响应频率调制到可以与缺失两个电子的铜离子（Cu2+）的自旋共振。因为这种方法的非介入性，理论上它可以对活细胞的内部进行成像——这正是Simpson和 Hollenberg的团队努力的方向。
德国慕尼黑工业大学的物理学家Friedemann Reinhard称赞了这项成果。他说:“他们的创新使得这个技术离实际应用的距离大幅缩短。”