这是啥温度计?连蠕虫发烧到多少度都能测得出来

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研究人员通过追踪嵌入秀丽隐杆线虫的纳米金刚石,测定了其体温。

《科学进展》杂志当地时间9月11日报道,日本大阪城市大学(OCU)领导的国际团队,展示了一种可靠、精确的“显微镜温度计”。温度计通过检测荧光纳米金刚石的量子自旋-温度变化关系,测定了微观动物的温度。

光学显微镜是生物学领域最基本的分析工具之一。在现代实验室中,作为光学显微镜的增强版本,荧光显微镜的应用越来越广泛。

近年来,荧光显微技术的进步使研究人员能够获取包含结构细节的实时成像结果,并由此得到各种生理参数,如pH值、活性氧水平和温度。

量子传感是利用量子系统敏锐感知周围环境的技术。高对比度核磁共振成像技术是目前现实世界中最先进的量子系统之一。早在七年以前,研究人员就已经将这项技术引入了热生物学,用于量化培养细胞内的温度。然而,该技术并未被应用于动态生物系统。

研究人员用聚合物修饰了纳米金刚石的表面,然后将其注入秀丽隐杆线虫体内。纳米金刚石一旦进入线虫体内,便能快速移动。即便如此,研究人员仍借助新型量子测温算法成功追踪了它们,并进行稳定的持续性测温(基本健康温度)。接着,研究人员以药物刺激线虫的线粒体,诱导它们“发烧”——量子温度计也成功地反馈了线虫体温的升高。

OCU讲师Masazumi Fujiwara说:“将量子技术应用于活体动物,这非常有趣。我从未想过,这种不足1毫米长的小虫子竟然会发烧!我们的研究成果为量子传感技术的未来发展指明了方向。”

原创编译:雷鑫宇 审稿:西莫 责编:陈之涵

期刊来源:《科学进展》

期刊编号:2375-2548

https://phys.org/news/2020-09-diamonds-temperature-quantum-thermometer-nanodiamonds.html

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