Создан квантовый нанотермометр

И ученые уже измерили им температуру круглому червю, что стало первым подобным квантовым измерением в живом организме.

Создан квантовый нанотермометрMasazumi Fujiwara et al., 2020.

Для понимания процесса обмена веществ в живых организмах очень важным является точное измерение температуры, причем с высоким пространственным разрешением. До сих пор это было невозможным из-за отсутствия соответствующих нанотермометров или температурных нанозондов. Но теперь, похоже, международной научной группе под руководством профессоров Оливера Бенсона из берлинского Университета Гкмбольдта и Масацуми Фудживары из Городского университета Осаки удалось решить эту проблему.

Они разработали квантовый сенсор размером всего в несколько нанометров и смогли провести с его помощью точное измерение температуры тела нематоды Caenorhabditis elegans. Перед измерением червю были введены специальные медикаменты, повышающий активность митохондрий в отдельных клетках его организма, а соответственно и температуру.

В качестве сенсора ученые использовали микроскопические алмазы диаметром менее 10 нанометров, которые были помещены в тело нематоды. Эти алмазы имеют флуоресцирующие квантовые дефекты, светимость которых можно изменять с помощью микроволн, и при определенной частоте они становятся темнее. Эта так называемая резонансная частота зависит от температуры, и определив ее смещение, ученые смогли очень точно измерить температуру тела червя в месте нахождения алмазов.

Авторы исследования весьма воодушевлены достигнутым результатом и говорят, что даже не ожидали такой хорошей работы квантовых технологий в живых организмах. Ученые уверены, что разработанный ими метод может получить широкое использование в биомедицине и биохимии, и теперь работают над его улучшением и автоматизацией с тем, чтобы позволить его легко интегрировать со стандартными микроскопами.

Источник: pcnews.ru