科學(xué)家研發(fā)納米金剛石傳感器觀測細胞導(dǎo)熱率 可用于醫(yī)學(xué)治療

大阪大學(xué)、昆士蘭大學(xué)和新加坡國立大學(xué)的一組科學(xué)家使用涂有放熱聚合物的微小納米金剛石來探測細胞的熱特性。當(dāng)用激光照射時，傳感器既充當(dāng)加熱器又充當(dāng)溫度計，從而可以計算細胞內(nèi)部的熱導(dǎo)率。這項工作可能會催生新的利用熱能殺菌或癌細胞治療方法。

該研究已發(fā)表在《科學(xué)進展》(Science Advances)上。

細胞是所有生物的基本單位，一些物理性質(zhì)，例如導(dǎo)熱率仍然難以在體內(nèi)研究。

現(xiàn)在，該團隊開發(fā)了一種技術(shù)，可以以大約200納米的空間分辨率確定活細胞內(nèi)的熱導(dǎo)率。他們創(chuàng)造了涂有聚合物聚多巴胺的小金剛石，當(dāng)被激光照射時，既能發(fā)出熒光，又能發(fā)出熱量。

實驗表明，這種顆粒無毒，可用于活細胞。當(dāng)在液體或細胞中時，熱量會提高納米金剛石的溫度。在高熱導(dǎo)率的介質(zhì)中，納米金剛石不會因為熱量快速逸出而變得非常熱，但是在低熱導(dǎo)率的環(huán)境中，納米金剛石變得更熱。

至關(guān)重要的是，發(fā)射光的屬性取決于溫度，因此研究小組可以計算從傳感器到周圍環(huán)境的熱流速率。

研究人員發(fā)現(xiàn)“通過混合納米傳感器測量，細胞中的熱擴散速率比純水中的慢幾倍?！?/p>

研究人員表示，“除了改善癌癥的熱療法，這項工作的潛在應(yīng)用將推動對代謝紊亂(如肥胖)的進一步了解?！贝送?，該工具也可用于基礎(chǔ)細胞研究，例如實時監(jiān)控生化反應(yīng)。