給細胞量量“體溫”
- 發佈時間：2015-11-27 04:38:38 來源：經濟日報 責任編輯：羅伯特
細胞是生物體結構和功能的基本單位，細胞的溫度與細胞內的各種生化反應、生理過程密切相關。準確測量細胞內的溫度不僅有助於深化對細胞代謝活動規律的認識，也具有潛在的臨床應用價值。但細胞尺度一般在微米量級，給如此微小的生命體量“體溫”，無疑要用更小的溫度計。近日，中國科學院遺傳與發育生物學研究所降雨強研究員領導的團隊與北京大學合作，發明瞭一種可以給細胞量“體溫”的奈米溫度計。
這種奈米溫度計由硫硒化鎘量子點奈米發光材料和高分子材料構成，大小只有30奈米，相當於頭髮絲的二千五百分之一，可以輕鬆進入單個細胞，通過檢測奈米溫度計的發光情況，就可“解碼”出相應的細胞內的溫度。這種新型溫度計既對溫度敏感，又兼顧了生物相容性，更重要的是它能有效消除細胞內複雜生化環境對溫度探測的影響。
奈米溫度計的發光情況除了受溫度影響外，往往還受周圍生化環境的影響；而且，活細胞內的生化環境極為複雜，時刻處於高度動態變化中，如果不能有效遮罩周圍生化環境的影響，就會嚴重影響奈米溫度計對細胞內溫度探測的準確性和可靠性。
研究團隊在以往構建奈米發光探針的經驗基礎上，經反覆探索發展出一種新的奈米包埋技術：將量子點封裝在一個奈米球裏，既不影響其溫度探測的靈敏度，又有效消除周圍生化環境的影響。這種新型奈米溫度計，溫度檢測靈敏度達到0.43℃；在pH值4至11範圍內，發光強度變化小于2%。此外，這種新型奈米溫度計還有很好的可重復性，溫度在25℃至37℃之間交替變化100次，其測量誤差仍小于5%。基於該類新型奈米溫度計，研究人員實現了單個、活的腫瘤細胞內溫度變化的準確、靈敏探測；在單細胞水準，觀察到了細胞對環境溫度改變的適應性産熱現象。
該研究在腫瘤診療、單細胞藥物篩選、腦科學和電子微加工等諸多領域具有潛在應用價值。此項成果已線上發表于《科學報告》，並申請國家發明專利。
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