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激光照射纳米钻石温度计成治癌新工具

2019/08/15 来源:凉山信息港

导读

据《自然》杂志站近道,哈佛大学的研究人员利用纳米钻石的量子效应,将其变为 温度计 ,测量出了人类胚胎干细胞内部的温度变化,精确度是现有技术的

  据《自然》杂志站近道,哈佛大学的研究人员利用纳米钻石的量子效应,将其变为 温度计 ,测量出了人类胚胎干细胞内部的温度变化,精确度是现有技术的10倍。通过加入金纳米粒子,研究人员还能够利用对细胞的特定部分加热甚至杀死细胞,这有望提供一种新的治疗癌症而不损害健康组织的方法,以及研究细胞行为的新手段。

  在这项研究中,研究人员使用纳米线将直径约100纳米的钻石晶体注入一个人类胚胎干细胞中,然后用绿色激光照射细胞,使氮杂质发出红色荧光。当细胞内局部温度出现变化时,红色荧光的强度会受到影响。通过测量荧光的强度,便可以计算出相应的纳米钻石的温度。由于钻石具有良好的导热性,就可以像温度计一样显示出其所处细胞内部环境的即时温度。

  研究人员还将金纳米粒子注入细胞内,然后用激光来加热细胞的不同部位,加热点的选择和温度升高多少都可由纳米钻石 温度计 来精确控制。

  目前也有一些其他测量细胞温度的方法,比如利用荧光蛋白或碳纳米管,但这些测量手段在敏感性和准确度方面都有欠缺,因为其中的一些成分会和细胞内的物质发生反应。而纳米钻石 温度计 的敏感度至少提高了10倍,能够检测出细微到0.05开尔文的温度波动。这一结果并非,之前的细胞体外温度测量实验就已经达到了0.0018开尔文的温差测量水平,科学家们期望利用该技术能在细胞内温度测量方面达到测量精度的水平。

  分析人士指出,基础生物学涉及到的很多生物过程,从基因表达到细胞新陈代谢,都会受到温度的强烈影响,因此纳米钻石 温度计 将是一个有用的工具。这种基于纳米金刚石粒子的高精度温差测量技术在医学领域可以帮助医生们区别人体内的致癌细胞并及时做出医疗诊断,纳米金刚石材料的应用前景也因此更为广泛。

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