Червям измерили температуру с помощью наноалмазов

Ученые из Германии, Китая и Японии создали квантовый термометр на основе флуоресцентных наноалмазов и успешно измерили температуру крошечного червя-нематоды. Исследование стало первым примером использования таких термометров в живом организме и может стать важным этапом в развитии квантового зондирования. Работа исследователей опубликована в журнале Science Advances.

Флуоресцентная микроскопия — удобный инструмент анализа в биологии, позволяющий подсвечивать необходимые структуры объекта светом определенной длины волны и фиксировать флуоресценцию, вызванную этим светом. Последние достижения позволили получать детальные изображения различных живых структур, а также фиксировать физиологические характеристики, такие как значение pH, температура или наличие активных форм кислорода. Квантовое зондирование — сравнительно новая технология, использующая чувствительность квантовых систем к окружающей среде. Примером такой системы могут служить флуоресцентные алмазы. Их вот уже семь лет широко используют в биологии для определения температуры внутри культивируемых клеток. Однако их еще не применяли при исследовании динамических биологических систем.

Исследователи нанесли на поверхность наноалмаза полимерные структуры и ввели их внутрь круглых червей — нематод Caenorhabditis elegans, являющихся популярным модельным объектом биологии. Несмотря на быстрое передвижение наноалмазов внутри тела червя, их возможно было отследить с помощью флуоресцентного микроскопа и успешно измерить температуру. После искусственного повышения температуры с помощью фармакологического вмешательства квантовый термометр также успешно справлялся с задачей.

«Было удивительно видеть, как квантовая технология так хорошо работает внутри живого организма. Я никогда не мог представить, что температура крошечных червей размером менее 1 мм может отклониться от нормы, — рассказал ведущий автор статьи, сотрудник Городского университета Осаки Масадзуми Фудзивара. — Наши результаты являются важным этапом, который может определить будущее развитие квантового зондирования, поскольку они демонстрируют, какой вклад оно может внести в биологию».

Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.