纳米温度计吸收细胞内的温度

现在，由于莱斯大学的科学家们利用特定分子的发光特性来制造荧光纳米温度计，研究成为可能。

化学家AngelMartí的Rice实验室在Journal of Physical Chemistry B论文中揭示了该技术，描述了它如何修饰一种称为硼二吡咯甲烷(简称BODIPY)的生物相容性分子转子，以揭示单细胞内的温度。

该分子非常适合这项任务。它的荧光在细胞内仅持续一段时间，持续时间在很大程度上取决于温度和环境粘度的变化。但在高粘度，典型细胞的环境中，其荧光寿命仅取决于温度。

这意味着在特定温度下，光以特定速率关闭，并且可以用荧光寿命成像显微镜观察到。

马蒂说，贝勒医学院的同事们要求他开发这项技术。“每个人都知道基于汞膨胀的老式温度计，以及基于数字技术的新型温度计，”他说。

“但使用这些就像试图用帝国大厦大小的温度计测量一个人的温度。”

该技术取决于转子。Martí和Rice的研究生和主要作者Meredith Ogle限制转子前后移动，就像手表中的飞轮一样，而不是让它完全旋转。

“它几乎摇摆不定，”马蒂说。

“我们测量的是分子在激发状态下停留多长时间，这取决于它的摆动速度，”他说。“如果你提高温度，它会更快地摆动，并缩短它保持兴奋的时间。”

Martí说，这种效应很方便地与细胞中BODIPY分子的浓度和光漂白无关，而光漂白是分子荧光能力被破坏的点。

“如果环境有点粘稠，分子会旋转得更慢，”马蒂说。“这并不一定意味着它更冷或更热，只是环境的粘度不同。

“我们发现，如果我们限制这种电机的旋转，那么在高粘度下，内部时钟 - 这个分子的寿命 - 变得完全独立于粘度，”他说。“对于这类探针，这种情况并不常见。”

马蒂说，这项技术可能有助于量化肿瘤消融治疗的效果，其中热量被用来摧毁癌细胞，或者只是测量癌症的存在。“他们的新陈代谢比其他细胞高，这意味着他们可能产生更多的热量，”他说。“我们想知道我们是否可以通过它们产生的热量识别癌细胞，并将它们与正常细胞区分开来。”