Quantum Thermometer Nano-Diamanten spürt ein ‚Fieber‘ in winzigen Würmer C. elegans

Messung der Temperatur von Objekten im Nanometer-Maßstab hat eine lange Herausforderung, vor allem in lebenden biologischen Proben, weil der Mangel an präzisen und zuverlässigen nanothermometers mit . Ein internationales Forscherteam hat eine Quantentechnologie Sondentemperatur im Nanometer-Maßstab realisiert und hat ein ‚Fieber‘ in winzigen Fadenwürmern unter pharmakologischer Behandlung beobachtet. Dies stärkt die Verbindung zwischen Quantenerkundung und Biologie und Platzanweiser in neuer Wärmebild Technologien in der biomedizinischen Forschung.

Die Forschung ist in der Wissenschaft Fortschritte veröffentlicht.

Das optische Mikroskop ist eines der grundlegenden Werkzeuge für die Analyse in der Biologie, dass Anwendungen für sichtbares Licht mit bloßem Auge zu ermöglichen, mikroskopische Strukturen zu sehen. Im modernen Labor, Fluoreszenzmikroskop, eine verbesserte Version des optischen Mikroskops mit verschiedenen fluoreszierenden Biomarkern, wird häufiger verwendet. Jüngste Fortschritte in solchen Fluoreszenzmikroskopie werden für die Live-Darstellung der Details eines Aufbaus und durch diesen, den Erhalt verschiedenen physiologischen Parameters in diesen Strukturen, wie pH-Wert, reaktive Sauerstoffspezies und die Temperatur erlaubt.

Quantum Erkundung ist eine Technologie, die ultimative Empfindlichkeit fragiler Quantensysteme an die Umgebung nutzt. Hochkontrast-MRTs sind Beispiele für Quanten in fluoreszierenden Diamanten drehen und sind einige der am weitesten fortgeschrittenen Quantensysteme an vorderster Front arbeiten von realen Anwendungen. Vor zu beziffern Temperaturen in kultivierten Zellen Anwendungen dieser Technik zur thermischen Biologie wurden 7 Jahre eingeführt. Allerdings hatte sie noch auf dynamische biologische Systeme angewandt werden, wo Wärme und Temperatur werden mehr aktiv in biologischen Prozessen beteiligt.

Das Forschungsteam dekoriert die Oberfläche der Nanodiamanten mit Polymerstrukturen und injiziert sie zu C. elegans Fadenwürmern, einer der beliebtesten Modelltiere in der Biologie. Sie brauchten die Basis „gesund“ Temperatur der Würmer zu kennen. Einmal drinnen, bewegt sich die Nano-Diamanten schnell, aber die neuen Quanten Team Thermometrie Algorithmus erfolgreich sie verfolgt und stetig die Temperatur gemessen. Ein Fieber wurde innerhalb der Würmer, induziert durch ihre Mitochondrien mit einer pharmakologischen Behandlung zu stimulieren. Das Quanten Thermometer Team erfolgreich eine Temperaturerhöhung in den Würmern beobachtet.

„Es war faszinierend Quantentechnologie Arbeit so gut in lebenden Tieren zu sehen und ich nie die Temperatur von winzigen Würmer weniger als 1 mm in der Größe abweichen könnten von der Norm und entwickeln sich zu einem Fieber vorgestellt“, sagte Masazumi Fujiwara, ein Dozent an der Abteilung of Science an der Osaka City University. „Unsere Ergebnisse sind ein wichtiger Meilenstein, um die zukünftige Richtung der Quantenerkundung führen wird, da es zeigt, wie es in der Biologie trägt“

Quelle: Osaka City University. "Quantum thermometer using nanodiamonds senses a 'fever' in tiny worms C. elegans." ScienceDaily. ScienceDaily, 11 September 2020. <www.sciencedaily.com/releases/2020/09/200911141739.htm>.