Termometría a escala nanométrica en una célula viva

Área de la Ciencia:

• Física Física es la física de las cosas.
• Ciencia de los materiales Ciencia de los materiales.
• Biotecnología La biotecnología es la biotecnología.

Sus antecedentes:

• La medición precisa de la temperatura a nanoescala es crucial para varios campos científicos.
• Los métodos existentes carecen de la sensibilidad y las capacidades de integración requeridas para los sistemas biológicos.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar un termómetro de nanoescala altamente sensible.
• Para demostrar su aplicación en sistemas biológicos para el mapeo y control de la temperatura.

Principales métodos:

• Utilizó la manipulación coherente de espines electrónicos en centros de vacío de nitrógeno (NV) en el diamante.
• Se emplean nanocristales de diamante (nanodiamantes) para la detección localizada de la temperatura.
• Nanodiamantes integrados y nanopartículas de oro dentro de los fibroblastos embrionarios humanos.

Principales resultados:

• Se logró una sensibilidad a la temperatura tan baja como 1,8 mK (9 mK Hz−1/2).
• Se midieron con éxito los entornos térmicos locales a la escala de 200 nm.
• Control de gradiente de temperatura subcelular demostrado y mapeo en células vivas.

Conclusiones:

• El termómetro basado en el centro NV ofrece una sensibilidad sin precedentes para la termometría a nanoescala.
• Esta técnica permite un control preciso de la temperatura y el mapeo dentro de los sistemas biológicos vivos.
• Abre nuevas vías para aplicaciones en la expresión génica, el tratamiento de enfermedades y el análisis de circuitos integrados.