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鄭州華晶金剛石股份有限公司

納米鉆石量子溫度計感知發燒蠕蟲

關鍵詞 納米金剛石|2020-09-16 11:11:26|來源 中國超硬材料網
摘要 研究人員通過追蹤嵌入的納米金剛石,測定線蟲其體溫。日本大阪城市大學的一個團隊與其他國際伙伴合作,展示了一種可靠、精確、基于顯微鏡的溫度計,它使用量子技術測量微觀動物的溫度。該技術檢...

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研究人員通過追蹤嵌入的納米金剛石,測定線蟲其體溫。

日本大阪城市大學的一個團隊與其他國際伙伴合作,展示了一種可靠、精確、基于顯微鏡的溫度計,它使用量子技術測量微觀動物的溫度。該技術檢測熒光納米金剛石中量子自旋的溫度變化關系。

這項研究發表在《科學進展》雜志上。

光學顯微鏡是生物學中最基本的分析工具之一,利用可見光直接觀察微觀結構。在現代實驗室中,一種使用熒光生物標記物的光學顯微術的增強版本,現在熒光顯微術更為廣泛。熒光顯微鏡的最新進展使我們能夠對結構的細節進行實時成像,并通過這一技術獲得這些結構的各種生理參數,如pH值、活性氧物種和溫度。

量子傳感是一種利用脆弱量子系統對周圍環境的最終靈敏度的技術。高對比度核磁共振成像是熒光鉆石中的量子自旋的例子,也是在現實世界應用前沿工作的一些最先進的量子系統。這項技術在熱生物學上的應用是在七年前引入的,用于量化培養細胞內的溫度。然而,他們還沒有被應用到動態生物系統,其中熱和溫度更積極參與生物過程。

研究人員用聚合物修飾了納米金剛石的表面,然后將其注入秀麗隱桿線蟲體內。納米金剛石一旦進入線蟲體內,便能快速移動。即便如此,研究人員仍借助新型量子測溫算法成功追蹤了它們,并進行穩定的持續性測溫(基本健康溫度)。接著,研究人員以藥物刺激線蟲的線粒體,誘導它們“發燒”——量子溫度計也成功地反饋了線蟲體溫的升高。

大阪城市大學科學系講師藤原正美(Masazumi Fujiwara)說:“將量子技術應用于活體動物,這非常有趣。我從未想過,這種不足1毫米長的小蟲子竟然會發燒!我們的研究成果為量子傳感技術的未來發展指明了方向?!?/p>


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