Внутриклеточную температуру покажет нанотермометр из полупроводников
Открыта новая область применения квантовых точек – наноразмерных полупроводников. Было установлено, что они могут определять температуру клеток организма.
Квантовые точки – это мельчайшие полупроводники, в которых проявляются квантовые эффекты. Изготовленные из двух слоев – селенида калия и сульфида цинка – полупроводники обладают способностью светиться различным светом в зависимости от температуры. Это и послужило причиной попытаться использовать их в качестве термометров.
Размеры квантовых точек позволяют определять температуру даже отдельных частей клетки: ядра, митохондрий и др. Можно проводить мониторинг в течение длительного времени, не опасаясь за гибель материала.
Профессор Хо Янг из Принстонского университета и его коллеги из Калифорнийского университета проводили опыты, первоначальной целью которых было использование цветных квантовых точек в качестве альтернативы флуоресцентным красителям для маркировки компонентов клеток. Но в ходе экспериментов было обнаружено, что полупроводники могут использоваться и как термометры внутри живой клетки.
Практическая польза этой идеи заключается в расширении возможностей изучения молекулярных механизмов клетки, что позволит, в частности, усовершенствовать один способов уничтожения раковых опухолей – гипертермию.
В ходе исследования ученые установили по несколько квантовых точек в фибробласты мыши, после чего добавили кальций - одним из его свойств является способность повышения температуры. Казалось бы, после введения кальция температура должны была поднять во всей клетке, но этого не произошло: некоторые квантовые точки не изменили своего цвета, т.е. не изменили температуру. В отдельных случаях была установлена разница в целых 8 градусов по Цельсию, хотя чаще всего она была совсем невелика.
В настоящее время исследователи изучают с помощью нанотермометра, какие белки и ферменты ответственны за адаптацию клеток к жаре и к холоду. Попутно они разрабатывают способ точно устанавливать квантовые точки в ту или иную часть клетки.
Квантовые точки – это мельчайшие полупроводники, в которых проявляются квантовые эффекты. Изготовленные из двух слоев – селенида калия и сульфида цинка – полупроводники обладают способностью светиться различным светом в зависимости от температуры. Это и послужило причиной попытаться использовать их в качестве термометров.
Размеры квантовых точек позволяют определять температуру даже отдельных частей клетки: ядра, митохондрий и др. Можно проводить мониторинг в течение длительного времени, не опасаясь за гибель материала.
Профессор Хо Янг из Принстонского университета и его коллеги из Калифорнийского университета проводили опыты, первоначальной целью которых было использование цветных квантовых точек в качестве альтернативы флуоресцентным красителям для маркировки компонентов клеток. Но в ходе экспериментов было обнаружено, что полупроводники могут использоваться и как термометры внутри живой клетки.
Практическая польза этой идеи заключается в расширении возможностей изучения молекулярных механизмов клетки, что позволит, в частности, усовершенствовать один способов уничтожения раковых опухолей – гипертермию.
В ходе исследования ученые установили по несколько квантовых точек в фибробласты мыши, после чего добавили кальций - одним из его свойств является способность повышения температуры. Казалось бы, после введения кальция температура должны была поднять во всей клетке, но этого не произошло: некоторые квантовые точки не изменили своего цвета, т.е. не изменили температуру. В отдельных случаях была установлена разница в целых 8 градусов по Цельсию, хотя чаще всего она была совсем невелика.
В настоящее время исследователи изучают с помощью нанотермометра, какие белки и ферменты ответственны за адаптацию клеток к жаре и к холоду. Попутно они разрабатывают способ точно устанавливать квантовые точки в ту или иную часть клетки.
