Нераскрытый потенциал нано масштабной термометрии на сегодняшний день может быть охотно использован в биологии.
Ее исследования по определению перемещения тепловых потоков в живых системах и температурный контроль генной экспрессии послужит надежным фундаментов для совершения новых открытий.
Такая отрасль как биология нынче использует довольно широкий ряд способов, которые позволяют измерять показатели температуры. В их состав также входят методы обнаружения флуоресцирующих белков и спектроскопия комбинационного рассеивания.
Однако при их использовании возникли определенные проблемы, которые связаны с низкой чувствительностью или неспособностью делать измерения высоких локаций. Профессор физики Михаил Д. Лукин и профессор химии Хонгкун Парк были руководителями группы ученых, которые работали на базе Гарвардского университета.
Команда исследователей общими силами смогла достичь неожидаемого эффекта: обычный дефект алмаза был приспособлен для усовершенствования подхода наномасштабной термометрии, использование которой предназначалось в области биологии.
Два смежных углеродных атома некоторых алмазов могут замещаться на азот, после чего остается пустое место, называемое вакантным центром азота. Параметры кристаллической решетки способны поддаваться незначительным температурным изменениям.
Такой эффект имеет большое воздействие на спиновые квантовые свойства, которые присущи локальному эффекту. Также он способен видоизменять флуоресцирующие свойства решетки.
Внутри клетки имеются наночастицы золота, которые прогреваются лазерным лучом. Локальная температура клетки может быть определена только благодаря различию флуоресценции.
Алмазная решетка обладает искаженной структурой, поэтому для работы с ней ученые используют специальные микроволновые импульсы. При такой работе возникают изменения флуоресценции, позволяющие индицировать наличие изменений в температуре. Данный способ определения локальной температуры дает возможность замечать ее изменения в пределах 1.8 мк на участке.
Потом два руководителя решили испробовать новое изобретение на эмбриональном фибробласте, который является живой человеческой клеткой. Все процедуры проводились в клетке, в которую поместили наночастицы и наноалмазы.
Затем они подвергались прогреванию лазерным лучом. Весь процесс был под контролем Лукина и Парка, которые для помощи использовали показатели изменений флуоресценции наноалмазов.
