Forskere udvikler et nanodiamondtermometer til at måle temperaturen på de enkelte celler

(Phys.org) —Forskere, der arbejder på et laboratorium ved Harvard University, har udviklet en teknik, der gør det muligt at tage temperaturen på individuelle levende celler. I deres papir offentliggjort i tidsskriftet Natur , teamet beskriver deres teknik og præcis, hvor præcise temperaturmålinger der kan tages med den, kan være.

Det nye termometer, der er udviklet af teamet, følger arbejde fra andre forskere, der har fundet ud af, at urenheder i enkeltatomer i diamantkrystaller (som typisk erstattes med et nitrogenatom og et ledigt hul) kan være ultrafølsomme over for temperaturændringer - sådanne udsving kan ses som en hindring, når man forsøger at bruge sådant materiale til at indeholde kvantebits, men i den biologiske verden, de kan bruges til meget præcist at måle temperaturen.

I deres forskning injicerede teamet på Harvard en enkelt nanodiamond (en diamant på kun 100 nm) i en menneskelig celle. Når den var på plads, skinnede en grøn laser på nanodiamanten. Fordi det ændrede spin -tilstanden for en elektron i urenheden, lyset, der blev udsendt, blev ændret til rødt. I hvilken grad den blev ændret, blev derefter brugt til at beregne temperaturen i cellens indre. Efter det eksperiment, holdet injicerede to nanodiamanter i en enkelt celle, fokuserede derefter to separate grønne lasere på dem, målte derefter det røde lys, der blev udsendt. Dette gjorde det muligt for dem at måle temperaturforskellen mellem to steder i den samme celle. Næste, holdet injicerede en nanodiamond og en guldpartikel i cellen. Når den var på plads, skinnede en grøn laser på nanodiamanten, mens en anden laser blev skinnet på guldpartiklen, hvilket fik den til at varme op. Denne varme blev overført til resten af ​​cellen og blev efterfølgende målt af nanodiamonden.

Ved hjælp af denne teknik rapporterer forskerne, at de er i stand til at måle temperaturudsving så små som 0,05 Kelvin - de forventer at opnå bedre resultater i fremtiden, da temperatursvingninger så små som 0,0018 Kelvin er blevet registreret ved hjælp af enheden uden for en celle. Et termometer med en sådan præcision kunne tænkes at blive brugt til både forskningsformål og til praktiske anvendelser som f.eks. At hjælpe med at skelne (eller dræbe) individuelle kræftceller inde i kroppen.

© 2013 Phys.org