Quantum termómetro usando nanodiamonds detecta una 'fiebre' en pequeños gusanos C. elegans

medir la temperatura de objetos a una escala nanométrica ha sido un largo reto, especialmente en vivir muestras biológicas, debido a la falta de nanothermometers precisos y fiables . Un equipo internacional de investigadores ha realizado una tecnología cuántica de temperatura de la sonda en una escala nanométrica, y han observado una 'fiebre' en diminutos gusanos nematodos bajo tratamiento farmacológico. Esto refuerza la conexión entre la detección cuántica y la biología y marca el comienzo de las nuevas tecnologías de imagen térmica en la investigación biomédica.

La investigación se publica en la ciencia avanza.

El microscopio óptico es una de las herramientas más básicas para el análisis de la biología que utiliza luz visible para permitir que el ojo humano para ver estructuras microscópicas. En el moderno laboratorio, microscopio de fluorescencia, una versión mejorada del microscopio óptico con varios biomarcadores fluorescentes, se utiliza con más frecuencia. Los recientes avances en tales microscopía de fluorescencia han permitido para imágenes en vivo de los detalles de una estructura, y a través de este, la obtención de diversos parámetros fisiológicos en estas estructuras, tales como el pH, especies reactivas de oxígeno y la temperatura.

Cuántica de detección es una tecnología que explota la mayor sensibilidad de los sistemas cuánticos frágiles con el medio ambiente circundante. Imágenes de resonancia magnética de alto contraste son ejemplos de giros cuántica de diamantes fluorescentes y son algunos de los sistemas cuánticos avanzados mayoría de los que trabajan en la vanguardia de las aplicaciones del mundo real. Las aplicaciones de esta técnica para la biología térmica se introdujeron hace siete años a temperaturas Cuantificar el interior de las células cultivadas. Sin embargo, aún no se había aplicado a sistemas biológicos dinámicos donde el calor y la temperatura se participar más activamente en los procesos biológicos.

El equipo de investigación decorado la superficie de las nano-diamantes con estructuras de polímero y les inyecta a C. elegans gusanos nematodos, una de las mayoría de los animales modelo populares de la biología. Ellos necesitan saber la temperatura de base "saludable" de los gusanos. Una vez dentro, los nanodiamantes se movían rápidamente, pero la novela cuántica del equipo termometría algoritmo de seguimiento de ellas con éxito y miden la temperatura de manera constante. Una fiebre fue inducida dentro de los gusanos mediante la estimulación de sus mitocondrias con un tratamiento farmacológico. Termómetro cuántica del equipo observó con éxito un aumento de la temperatura en los gusanos.

"Fue fascinante ver el trabajo tecnología cuántica tan bien en los animales vivos y nunca imaginó que la temperatura de gusanos diminutos de menos de 1 mm de tamaño podría desviarse de la norma y se convierten en una fiebre", dijo Masazumi Fujiwara, profesor en el Departamento de la Ciencia en la Universidad de la ciudad de Osaka. "Nuestros resultados son un hito importante que guiará la futura dirección de detección cuántica, ya que muestra cómo contribuye a la biología"

fuente: 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>.