给单个细胞量体温

来源 :大科技·科学之谜 | 被引量 : 0次 | 上传用户:asdfghjkh
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  感冒了到医院,一般,医生所要做的第一件事情就是给你量体温。
  不仅人要量体温,有时候单个细胞也要量体温,尤其在科学研究中,譬如有时候需要判断一个细胞被病毒感染了没有,就需要给细胞量体温。通常,被病毒感染的细胞,由于病毒在其体内活动,体温会比没受感染的细胞要高些。
  但是,哪来那么小的体温计呢?有倒是有。比如,碳纳米管的直径只有几个纳米(细胞一般在1000纳米的量级),同时它的导热性能又非常好,这就可以做成微型的体温计。还有一些荧光蛋白分子,在细胞中,其发出荧光的亮度会随着细胞体温的变化而变化,也可以当做体温计使。过去,这两种手段都是科学家常用的,但它们有个严重的缺陷,即都会跟细胞里的某些物质起反应。假如一支体温计含在你嘴里,等医生来取时,已半截化掉了,那岂不太恐怖了?所以,做细胞体温计的材料要不容易跟细胞内的化学物质起反应才好。
  现在,俄罗斯科学家研制出的一种微型体温计就有望弥补这个缺陷。制造这种温度计需要用到两种东西:激光和纳米钻石。激光现在很普通,至于纳米钻石,你可不要一看到“钻石”两字就以为是非常昂贵的东西。注意,这里是“纳米钻石”,不是拿来做钻戒用的钻石。其实,在你家烟囱的烟灰里,就含有丰富的“纳米钻石”,只是不容易提取而已。
  而且,用来做细胞体温计的纳米钻石不需要有多完美,有缺陷更好。据科学家说,这种有缺陷的纳米钻石上,可以容纳多余的电子。这些电子可以处于很多能量状态,而能量状态依赖于温度变化而变化。再者,纳米钻石很不活泼。根据这两点,它就是做微型温度计的好材料。
  科学家把一颗直径100纳米的钻石嵌入盛在培养液中的一个人体细胞中,同时嵌入的还有一个纳米金颗粒。然后,用一束激光照射纳米金颗粒,其目的是给细胞加热。纳米钻石中的那些电子感受到周围温度升高,就会调整能量状态。这个时候,若朝纳米钻石照射另一束激光,电子吸收激光后,自己也会发射光子,也就是说,纳米钻石会发出光来,亮度则与电子的能量状态有关,反过来能量状态又反映了温度。根据这一点,就可以推算出细胞的体温。
  这个细胞体温计非常敏感,最小哪怕只有0.0018℃的温度变化也能测出来。
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