Ассоциация государственных научных центров "НАУКА"
Ассоциация государственных научных центров "НАУКА"
Китайские и американские физики создали миниатюрные нанотермометры на основе так называемых квантовых точек, микроскопических источников света, при помощи которых можно отслеживать температуру клеток в организме и отдельных их частей, что поможет медикам бороться с инфекционными болезнями и воспалениями, говорится в статье, опубликованной в журнале Nature.
Михаил Лукин из Гарвардского университета (США) и его коллеги уже несколько лет работают с так называемыми квантовыми точками, наночастицами полупроводников, которые умеют вырабатывать свет и другие виды электромагнитного излучения. В частности, ученые пытаются приспособить их для работы внутри организма в качестве датчиков, способных передавать сигнал о его состоянии. Токсичность некоторых видов наноизлучателей и их достаточно крупные размеры усложняют решение этой задачи.
Авторы статьи создали новый тип квантовых точек на основе алмазных наночастиц, испытали их и успешно приспособили для работы в качестве внутриклеточного термометра. Как объясняют ученые, данные частицы можно использовать в этой роли из-за того, что характеристики излучаемого ими света зависят от температуры окружающей среды, малейшие сдвиги которой приводят к значительным изменениям в работе квантовой точки.
Используя это свойство, ученые изготовили несколько сотен наноалмазов —"градусников", каждый из которых содержал в себе 500 источников света, что повышало надежность измерений. Они испытали их на нескольких эмбриональных стволовых клетках, опыты на которых подтвердили великолепную чувствительность и разрешение таких термометров.
"Наша технология позволяет измерять даже малейшие колебания температуры, не превышающие 1,8 милликельвина, и делать это на расстоянии в 200 нанометров между индивидуальными "термометрами". Внедрив наноалмазы в стволовую клетку, мы смогли составить ее температурную карту на субклеточном уровне, что открывает дорогу для уникальных научных исследований", — заключают авторы статьи.