這是啥溫度計？連蠕蟲發燒燒到多少度都能測得出來

2020-09-15 科學大觀園雜誌


研究人員通過追蹤嵌入秀麗隱杆線蟲的納米金剛石，測定了其體溫。

《科學進展》雜誌當地時間9月11日報導，日本大阪城市大學（OCU）領導的國際團隊，展示了一種可靠、精確的「顯微鏡溫度計」。溫度計通過檢測螢光納米金剛石的量子自旋-溫度變化關係，測定了微觀動物的溫度。

光學顯微鏡是生物學領域最基本的分析工具之一。在現代實驗室中，作為光學顯微鏡的增強版本，螢光顯微鏡的應用越來越廣泛。

近年來，螢光顯微技術的進步使研究人員能夠獲取包含結構細節的實時成像結果，並由此得到各種生理參數，如pH值、活性氧水平和溫度。

量子傳感是利用量子系統敏銳感知周圍環境的技術。高對比度核磁共振成像技術是目前現實世界中最先進的量子系統之一。早在七年以前，研究人員就已經將這項技術引入了熱生物學，用於量化培養細胞內的溫度。然而，該技術並未被應用於動態生物系統。

研究人員用聚合物修飾了納米金剛石的表面，然後將其注入秀麗隱杆線蟲體內。納米金剛石一旦進入線蟲體內，便能快速移動。即便如此，研究人員仍藉助新型量子測溫算法成功追蹤了它們，並進行穩定的持續性測溫（基本健康溫度）。接著，研究人員以藥物刺激線蟲的線粒體，誘導它們「發燒」——量子溫度計也成功地反饋了線蟲體溫的升高。

OCU講師Masazumi Fujiwara說：「將量子技術應用於活體動物，這非常有趣。我從未想過，這種不足1毫米長的小蟲子竟然會發燒！我們的研究成果為量子傳感技術的未來發展指明了方向。」

原創編譯：雷鑫宇 審稿：西莫 責編：陳之涵

期刊來源：《科學進展》

期刊編號：2375-2548

原文連結：

https://phys.org/news/2020-09-diamonds-temperature-quantum-thermometer-nanodiamonds.html

版權聲明：本文為原創編譯，中文內容僅供參考，一切內容以英文原版為準。轉載請註明來源。

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