美國開發(fā)出測量人體單個(gè)細(xì)胞溫度納米溫度計(jì)

測量溫度是科研和工業(yè)生產(chǎn)等領(lǐng)域的基礎(chǔ)工作之一。隨著晶體管等在內(nèi)的很多器件尺寸越來越小，在微觀環(huán)境中測量溫度的要求也越來越高。早在幾年前，日本研究人員就開發(fā)出一種當(dāng)時(shí)世界上小的碳納米溫度計(jì)，這種溫度計(jì)直徑不到頭發(fā)的1/500，能精確到0.25℃，可用于毛細(xì)血管溫度測定等諸多方面。文中所述的納米溫度計(jì)更是小到足以進(jìn)入單個(gè)細(xì)胞！這一成果無有望在未來開發(fā)出預(yù)防和治療疾病的新方法。
美國科學(xué)家日前開發(fā)出了一種能測量人體單個(gè)細(xì)胞溫度的納米溫度計(jì)，并證實(shí)細(xì)胞內(nèi)部溫度并不像整個(gè)機(jī)體那樣遵循平均37℃的標(biāo)準(zhǔn)，不同細(xì)胞個(gè)體在溫度上往往存在顯著差異。對這一差異的研究將有助于開發(fā)出預(yù)防和治療疾病的新方法。
該研究由普林斯頓大學(xué)的楊浩（音譯）和加州大學(xué)伯克利分校的林利維（音譯）負(fù)責(zé)。他們在美國化學(xué)學(xué)會(ACS)第242次全國會議上公布了這一成果。
楊浩說，從化學(xué)角度對細(xì)胞進(jìn)行研究，溫度是一個(gè)重要指標(biāo)，因?yàn)椴煌幕瘜W(xué)反應(yīng)都有可能使其發(fā)生變化。但今天，在海量的科學(xué)數(shù)據(jù)和文獻(xiàn)中與此相關(guān)的研究卻少之又少，因此，要想了解更多細(xì)胞內(nèi)部的奇妙世界，就必須弄清楚細(xì)胞的溫度及其變化規(guī)律。
為了測量比針尖還小的細(xì)胞的溫度，研究人員使用了一種特制的納米溫度計(jì)。該溫度計(jì)用鎘和硒的量子點(diǎn)制成，小到足以進(jìn)入單個(gè)細(xì)胞。當(dāng)溫度變化時(shí)，這些量子點(diǎn)就會發(fā)射出不同顏色的光，通過專門的儀器對這些光進(jìn)行“解碼”就能發(fā)現(xiàn)細(xì)胞的溫度變化。
研究人員發(fā)現(xiàn)，在細(xì)胞內(nèi)部不斷進(jìn)行著各種各樣的生化反應(yīng)，這些反應(yīng)都會產(chǎn)生熱量。但有些細(xì)胞要比其他細(xì)胞更活躍，因此釋放出來的熱量也更多。楊浩的團(tuán)隊(duì)還通過刺激細(xì)胞的方式，提高細(xì)胞的生化活性，以觀察其對溫度的影響。
楊浩解釋說，這些溫度變化可能與身體的健康狀況相關(guān)。細(xì)胞內(nèi)部溫度的變化可能會改變DNA的工作方式或蛋白質(zhì)分子的運(yùn)行機(jī)制。如果溫度上升到足夠高時(shí)，一些蛋白質(zhì)可能會發(fā)生改變并停止生產(chǎn)。
楊浩說：“長期以來，不少科學(xué)家都懷疑人體內(nèi)的細(xì)胞具有各自不同的溫度。但通過實(shí)驗(yàn)對該推測進(jìn)行證實(shí)，這還是次。這讓我們產(chǎn)生了一個(gè)新的設(shè)想——或許溫度變化是一種人們所不知道的、細(xì)胞間相互溝通的新方式。”
研究人員稱，目前他們正在試圖通過進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)找出這種溫度變化的調(diào)節(jié)機(jī)制，該研究有望在未來開發(fā)出預(yù)防和治療疾病的新方法。