Quantum termômetro usando nanodiamonds sente uma 'febre' em minúsculos vermes C. elegans

Medir a temperatura de objetos em uma escala nanométrica tem sido um longo desafio, especialmente em viver amostras biológicas, por causa da falta de nanothermometers precisos e confiáveis . Uma equipe internacional de pesquisadores realizou um tecnologia quântica à temperatura sonda em uma escala nanométrica, e observaram uma 'febre' em minúsculos vermes nematóides em tratamento farmacológico. Isso reforça a ligação entre a detecção quântica e biologia e contínuos em novas tecnologias de imagem térmica na pesquisa biomédica.

A pesquisa está publicada na ciência avança.

O microscópio óptico é uma das ferramentas mais básicas para análise em biologia que usa a luz visível para permitir a olho nu para ver estruturas microscópicas. No moderno laboratório, microscópio de fluorescência, uma versão melhorada do microscópio óptico com vários biomarcadores fluorescentes, é usado com mais freqüência. Os avanços recentes em tais microscopia de fluorescência têm permitido para imagens ao vivo dos detalhes de uma estrutura, e por isso, a obtenção de vários parâmetros fisiológicos nestas estruturas, tais como o pH, espécies reactivas de oxigénio, e temperatura.

Quantum de detecção é uma tecnologia que explora a sensibilidade final de sistemas quânticos frágeis para o ambiente circundante. Ressonância magnética de alto contraste são exemplos de quantum gira em diamantes fluorescentes e são alguns dos mais avançados sistemas quânticos que trabalham na vanguarda das aplicações do mundo real. Aplicações desta técnica para a biologia térmica foram introduzidos há sete anos a temperaturas Quantificar dentro das células cultivadas. No entanto, tinham ainda de ser aplicada a sistemas biológicos dinâmicos onde o calor e temperatura estão envolvidos mais activamente nos processos biológicos.

A equipa de investigação decorou a superfície das nanodiamonds com estruturas poliméricas e injetou-los a C. elegans vermes nematóides, um dos mais animais modelo populares em biologia. Eles precisavam saber a base de temperatura "saudável" dos vermes. Uma vez dentro, os nanodiamonds moveu-se rapidamente, mas novela quantum da equipe termometria algoritmo rastreado-los com sucesso e de forma constante mediu a temperatura. A febre foi induzida dentro dos vermes, estimulando as mitocôndrias com um tratamento farmacológico. termômetro quantum da equipe observaram com sucesso um aumento de temperatura nos vermes.

"Foi fascinante ver quantum tecnologia trabalhar tão bem em animais vivos e eu nunca imaginei que a temperatura de minúsculos vermes menos de 1 mm de tamanho poderia desviar-se da norma e evoluir para uma febre", disse Masazumi Fujiwara, professor no Departamento da Ciência na Universidade de Osaka City. "Nossos resultados são um importante marco que vai orientar a direção futura da detecção quântica, pois mostra como ele contribui para a biologia",

fonte: 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>.