Vytvořené nanodiomanské senzory lze použít jak ve zdrojích tepla, tak v teploměrech

(a) Popis struktury pyrodenového polymeru potaženého nanodamantového kvantového senzoru – jak funguje jako hybridní nanoclay / teploměr b) obraz hybridních senzorů elektronovým mikroskopem. (c) Princip fungování hybridního senzoru pro měření tepelné vodivosti nanometrů. V prostředí s vysokou vodivostí je nárůst teploty diamantového snímače mírný, protože teplo se snadno odvádí. Naproti tomu nárůst teploty v médiu s nízkou vodivostí je podstatně větší. Intracelulární tepelnou vodivost lze určit měřením změny teploty hybridních senzorů v buňkách. Půjčka: Osaka University

Mezinárodní tým vědců vyvinul nanodamové senzory, které mohou být zdrojem tepla i teploměrem používaným k měření tepelné vodivosti uvnitř živých buněk, což by mohlo vést k novým diagnostickým nástrojům pro léčbu rakoviny.

Tým vědců z Osaka University, University of Queensland a National University of Singapore School of Engineering použil ke studiu tepelných vlastností buněk drobné nanodermy potažené tepelně izolačním polymerem. Když byly senzory vystaveny světlu z laserů, fungovaly jako „ohřívače“ a teploměry, což umožnilo vypočítat tepelnou vodivost uvnitř buňky. Tato práce by mohla vést k nové sadě tepelných terapií pro zabíjení bakterií nebo rakovinných buněk.

Přestože je buňka základní jednotkou všech živých organismů, studium některých fyzikálních vlastností zůstává obtížné in vivo:Například tepelná vodivost článku, stejně jako rychlost, jakou může teplo proudit objektem, pokud je jedna strana horká a druhá strana studená, zůstala záhadná. Tuto mezeru ve znalostech lze použít pro programy, jako je vývoj tepelného ošetření zaměřeného na rakovinné buňky, aby bylo možné odpovědět na základní otázky týkající se buněčné aktivity.

HeLa buňka s hybridním senzorem uvnitř

a) Teplota stoupá uvnitř buňky vzduchem, vodou, olejem միջոցով prostřednictvím hybridních senzorů. Tyto výsledky jsou v souladu s myšlenkou, že vyšší teploty se vyskytují v rozpouštědlech s nižší tepelnou vodivostí. Hodnoty tepelné vodivosti vzduchu, vody a oleje jsou 0,026, 0,61 × 0,135 W / m * K. b) Mikroskopický obraz jasného pole v buňce HeLa s hybridním senzorem uvnitř. Půjčka: Osaka University

Tým nyní vyvinul techniku, která dokáže určit tepelnou vodivost uvnitř živých buněk s rozlišením asi 200 nm. Vytvořili drobné diamanty potažené polymerem zvaným polydopamin, který při laserovém osvětlení emituje jak fluorescenční světlo, tak teplo. Pokusy ukázaly, že tyto částice nejsou toxické a lze je použít v živých buňkách. V kapalině nebo buňce zvyšuje teplo teplotu nanofilmu. V médiích s vysokou vodivostí se nanočástice příliš nezahřívaly, protože teplo rychle uniklo, ale při nízké tepelné vodivosti se nanočástice zahřívaly. Je velmi možné, že vlastnosti vyzařovaného světla závisí na teplotě, takže výzkumný tým může vypočítat rychlost, jakou teplo proudí ze senzoru do okolí.

Dobré prostorové rozlišení umožnilo provádět měření na různých místech uvnitř buněk. „Zjistili jsme, že rychlost difúze tepla v buňkách, měřená hybridním nanosenzorem, byla několikrát pomalejší než v čisté vodě, což je fascinující výsledek, který podle lokality stále čeká na komplexní teoretické vysvětlení,“ říká hlavní autor Taras Plakhotnik. říká.

„Kromě zlepšení tepelného zpracování na základě rakoviny věříme, že potenciální aplikace této práce povedou k lepšímu pochopení metabolických poruch, jako je obezita,“ uvedla Madoka Suzuki, hlavní autorka. Tento nástroj lze také použít pro základní buněčný výzkum, jako je monitorování biochemických reakcí v reálném čase.

Odkaz. «Na místě „Měření intracelulární tepelné vodivosti pomocí hybridních diamantových nanosenzorů ohřívače“, 15. ledna 2021. Pokrok ve vědě,
DOI: 10.1126 / sciadv.abd7888:

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Kampaň NASA SnowEx kopání hluboko v roce 2021

Měření sněhu se může zdát jednoduché, ale každé prostředí představuje pro přístroje jedinečné výzvy. Například sněžení v lesích se zachytává na větvích nebo...

Agresivní tržní model vývoje energie z jaderné syntézy

Koncept ARC Fusion Pilot Plant byl vyvinut na MIT, aby demonstroval potenciál vysokoteplotních supravodivých magnetů pro nastavení hodnoty rychlosti fúzní energie և. Půjčka:...

Sekvence 64 úplných lidských genomů k zachycení lepší genetické rozmanitosti

Struktura genomu. Zápočet: NIH Sekvence 64 lidských genomů poslouží jako nový odkaz na genetické modifikace a predispozici k lidským chorobám Vědci z University of Maryland...

LSD může nabídnout udržitelnou léčbu úzkosti a jiných duševních poruch

McGill studoval krok v porozumění mechanismu vlivu psychedelik na mozek a potenciálu pro terapeutické použití. Vědci z McGill University poprvé objevili jeden z možných mechanismů,...

Nenechte si ujít příští úplněk – sníh, bouře a hladový měsíc

Uznání: NASA / Bill Dunford Příští úplněk je měsíc se sněhem, bouří a hladem; měsíc během svátků svátku Puim; festival čínských luceren; Magha Purnima a...

Newsletter

Subscribe to stay updated.