日前,來自大阪大學(xué)、昆士蘭大學(xué)和新加坡國(guó)立大學(xué)工程學(xué)院的國(guó)際研究小組創(chuàng)造了納米金剛石傳感器,既可以作為熱源,也可以作為溫度計(jì),并利用它們來測(cè)量活細(xì)胞內(nèi)的熱導(dǎo)率,這可能成為新的診斷和癌癥治療手段。該項(xiàng)成果發(fā)表在1月15日的ScienceAdvances期刊。
正如論文所述,盡管細(xì)胞是所有生物體的基本單位,但一些物理性質(zhì)仍然難以在體內(nèi)研究。例如,一個(gè)細(xì)胞的熱導(dǎo)率,以及在一邊熱而另一邊冷的情況下熱量流過物體的速率,仍然是個(gè)謎。我們知識(shí)上的這一差距對(duì)于開發(fā)靶向癌細(xì)胞的熱療法等應(yīng)用以及回答有關(guān)細(xì)胞運(yùn)作的基本問題都是重要的。
在熱導(dǎo)率高的介質(zhì)中,金剛石傳感器的溫升是適中的,因?yàn)闊崛菀讛U(kuò)散出去。相反,在低導(dǎo)熱介質(zhì)中,溫升明顯較大。雜交細(xì)胞的熱導(dǎo)率可以通過測(cè)量細(xì)胞內(nèi)的溫度變化來確定。研究小組使用涂有熱釋放聚合物的微小納米金剛石來探測(cè)細(xì)胞的熱特性。當(dāng)用激光照射時(shí),當(dāng)激光照射時(shí),它既能發(fā)出熒光,也能發(fā)出熱量。這些傳感器同時(shí)起到加熱器和溫度計(jì)的作用,可以計(jì)算電池內(nèi)部的熱導(dǎo)率。這項(xiàng)工作可能會(huì)導(dǎo)致一套新的熱療法來殺死細(xì)菌或癌細(xì)胞,該技術(shù)可以測(cè)定活細(xì)胞內(nèi)部的熱導(dǎo)率,空間分辨率約為200納米。
關(guān)于這項(xiàng)發(fā)明,高級(jí)研究人員TarasPlakhotnik說:“我們發(fā)現(xiàn),由混合納米傳感器測(cè)量的細(xì)胞中的熱擴(kuò)散速度比純水慢數(shù)倍,這一令人著迷的結(jié)果仍有待于全面的理論解釋,并取決于位置!辟Y深研究人員MadokaSuzuki說:“除了改善癌癥的熱療法外,我們認(rèn)為這項(xiàng)研究的潛在應(yīng)用將有助于更好地了解代謝紊亂,如肥胖!。該工具也可用于基礎(chǔ)細(xì)胞研究,例如實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)生化反應(yīng)。