中科院与北大合作发明:纳米温度计可给细胞量“体温”

细胞尺度一般在微米量级。中科院遗传发育所降雨强研究员领导的团队与北京大学合作，发明了一种可以给细胞量“体温”的纳米温度计。相关论文近日在线发表在《科学报告》上，并申请了国家发明专利。

细胞是生物体结构和功能的基本单位，细胞的温度与细胞内的各种生化反应、生理过程密切相关。准确测量细胞内的温度不仅有助于深化对细胞代谢活动规律的认识，而且也具有潜在的临床上应用价值。由于细胞尺度一般是微米量级，给如此微小的生命体量“体温”，无疑要用极小的温度计。

新发明的纳米温度计由硫硒化镉CdSeS 量子点纳米发光材料和高分子材料构成，大小有30纳米，相当于头发丝的二千五百分之一，可以轻松地进入单个细胞。通过检测纳米温度计的发光情况就可以“解码”出相应的细胞内的温度。这种温度计既对温度敏感，检测灵敏度高，又兼顾了生物相容性，对细胞本身的影响小，更为重要的是能够有效消除细胞内复杂的生化环境对温度探测的影响。研究团队将量子点封装在一个纳米球里，既不影响其温度探测的灵敏度，又有效消除了周围生化环境的影响。这种新型纳米温度计，温度检测灵敏度达到0.43℃；在pH值4到11范围内，其发光强度变化小于2%。基于该类新型纳米温度计，研究人员实现了单个、活的肿瘤细胞内温度变化准确、灵敏探测；在单细胞水平，观察到了细胞对环境温度改变的适应性产热现象。

有关专家认为，这项研究在肿瘤诊疗、单细胞药物筛选、脑科学和电子微加工等诸多领域具有潜在的应用价值。