- 一種解決生物學家和臨床醫生面臨的成像和傳感器問題的量子方法
- 來源：賽斯維傳感器網 發表于 2020/9/23
最終，許多疾病（例如腦膜炎，糖尿病，囊性纖維化，阿爾茨海默氏病，甚至某些癌癥）最終都是由細胞水平的問題引起的。因此，了解細胞內部正在發生的事情至關重要。在顯微鏡下觀察細胞會有所幫助，但是醫學研究人員真正想做的是細微觀察細胞內部的過程。
一種方法是識別細胞內的溫度變化，一直到單個細胞器官或細胞器。當它們打開和關閉時，蛋白質，分子馬達和細胞器（例如線粒體）（細胞的動力單元）的溫度會略有上升和下降。但是，從視覺上看不到這些。
“關于細胞溫度如何變化的知識還有很多，特別是與細胞何時快樂，何時受到壓力或經歷不同過程有關”，理論和研究首席研究員安德魯·格林特里教授說。在墨爾本CNBP的RMIT University節點進行建模。“例如，我們可以測量不同類型細胞的代謝活性之間的差異嗎？”
Greentree的團隊提供了一種量子方法來解決生物學家和臨床醫生面臨的成像和傳感器問題。通過這種方式，格林樹及其團隊與阿德萊德的CNBP同事合作開發了一種顯微鏡載玻片，該載玻片可以準確地繪制出生長在其上的細胞內溫度的變化。
這種由鑭系元素摻雜的碲酸鹽玻璃制成的玻片會隨溫度改變其熒光，并且在等待發表的研究中，研究人員證明，當溫度發生微小變化時，就可以對其進行檢測，跟蹤和標測。這項工作建立在Heike Ebendorff-Heidepriem教授的早期成功基礎上，他使用相同的玻璃技術制造了溫度感應光纖。
該項目的學生Daniel Stavrevski說：“整個單元的寬度僅為10-15微米（0.01至0.015毫米），我們可以在單元的正下方以低至1微米的增量繪制溫度圖。” “隨著線粒體為細胞產生能量，它們變得更熱。看到的東西真是令人驚訝。” 即使是最好的紅外熱像儀也只能分辨10微米左右的物體，“但是它們會犧牲時間分辨率，這在您想要監視可能長達幾毫秒的線粒體活動時非常重要。因此，降低到1微米，然后也許會變得更小-將發現新的科學，”他補充說。
已經證明它們可以繪制皮膚細胞中的溫度圖，他們計劃將成像擴展到具有更高代謝活性的其他類型的細胞，因此應該顯示更大的溫度范圍。
另一個目標是將載玻片與熱泳團（在存在熱量時發出熒光的探針）結合起來，以構建可實時感知溫度變化的3-D熱圖。
這是一項開創性的工作，有潛力深入了解細胞內部發生的各種代謝功能，并在它們分裂，生長，相互作用并執行其他重要任務時跟蹤細胞和細胞器。Greentree解釋說：“要在指導生命的過程中看到基本物理學，這就是我們進行科學的原因。”
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