给细胞量量“体温”
- 发布时间：2015-11-27 04:38:38 来源：经济日报 责任编辑：罗伯特
细胞是生物体结构和功能的基本单位，细胞的温度与细胞内的各种生化反应、生理过程密切相关。准确测量细胞内的温度不仅有助于深化对细胞代谢活动规律的认识，也具有潜在的临床应用价值。但细胞尺度一般在微米量级，给如此微小的生命体量“体温”，无疑要用更小的温度计。近日，中国科学院遗传与发育生物学研究所降雨强研究员领导的团队与北京大学合作，发明了一种可以给细胞量“体温”的纳米温度计。
这种纳米温度计由硫硒化镉量子点纳米发光材料和高分子材料构成，大小只有30纳米，相当于头发丝的二千五百分之一，可以轻松进入单个细胞，通过检测纳米温度计的发光情况，就可“解码”出相应的细胞内的温度。这种新型温度计既对温度敏感，又兼顾了生物相容性，更重要的是它能有效消除细胞内复杂生化环境对温度探测的影响。
纳米温度计的发光情况除了受温度影响外，往往还受周围生化环境的影响；而且，活细胞内的生化环境极为复杂，时刻处于高度动态变化中，如果不能有效屏蔽周围生化环境的影响，就会严重影响纳米温度计对细胞内温度探测的准确性和可靠性。
研究团队在以往构建纳米发光探针的经验基础上，经反复探索发展出一种新的纳米包埋技术：将量子点封装在一个纳米球里，既不影响其温度探测的灵敏度，又有效消除周围生化环境的影响。这种新型纳米温度计，温度检测灵敏度达到0.43℃；在pH值4至11范围内，发光强度变化小于2%。此外，这种新型纳米温度计还有很好的可重复性，温度在25℃至37℃之间交替变化100次，其测量误差仍小于5%。基于该类新型纳米温度计，研究人员实现了单个、活的肿瘤细胞内温度变化的准确、灵敏探测；在单细胞水平，观察到了细胞对环境温度改变的适应性产热现象。
该研究在肿瘤诊疗、单细胞药物筛选、脑科学和电子微加工等诸多领域具有潜在应用价值。此项成果已在线发表于《科学报告》，并申请国家发明专利。
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