Un thermomètre quantique utilisant des nanodiamants détecte une “ fièvre ” chez de minuscules vers C. elegans – Technoguide

Une équipe de l’Université d’Osaka, en collaboration avec d’autres partenaires internationaux, a démontré un thermomètre fiable et précis basé sur un microscope qui fonctionne sur des animaux microscopiques vivants basés sur la technologie quantique, en particulier, détectant les propriétés dépendant de la température des spins quantiques dans les nanodiamants fluorescents.

La recherche est publiée dans Science Advances.

Le microscope optique est l’un des outils d’analyse les plus basiques en biologie qui utilise la lumière visible pour permettre à l’œil nu de voir des structures microscopiques. Dans le laboratoire moderne, le microscope à fluorescence, une version améliorée du microscope optique avec divers biomarqueurs fluorescents, est plus fréquemment utilisé. Les progrès récents dans une telle microscopie à fluorescence ont permis l’imagerie en direct des détails d’une structure, et à travers cela, l’obtention de divers paramètres physiologiques dans ces structures, tels que le pH, les espèces réactives de l’oxygène et la température.

La détection quantique est une technologie qui exploite la sensibilité ultime des systèmes quantiques fragiles à l’environnement environnant. Les IRM à contraste élevé sont des exemples de spins quantiques dans les diamants fluorescents et font partie des systèmes quantiques les plus avancés travaillant à la pointe des applications du monde réel. Les applications de cette technique à la biologie thermique ont été introduites il y a sept ans pour quantifier les températures à l’intérieur des cellules cultivées. Cependant, ils n’avaient pas encore été appliqués aux systèmes biologiques dynamiques où la chaleur et la température sont plus activement impliquées dans les processus biologiques.

L’équipe de recherche a décoré la surface des nanodiamants avec des structures polymères et les a injectées à des vers nématodes C. elegans, l’un des animaux modèles les plus populaires en biologie. Ils avaient besoin de connaître la température de base «saine» des vers. Une fois à l’intérieur, les nanodiamants se déplaçaient rapidement, mais le nouvel algorithme de thermométrie quantique de l’équipe les a suivis avec succès et mesuré régulièrement la température. Une fièvre a été induite au sein des vers en stimulant leurs mitochondries avec un traitement pharmacologique. Le thermomètre quantique de l’équipe a observé avec succès une augmentation de la température des vers.

«C’était fascinant de voir la technologie quantique fonctionner si bien chez les animaux vivants et je n’avais jamais imaginé que la température de minuscules vers de moins de 1 mm pouvait s’écarter de la norme et se transformer en fièvre», a déclaré Masazumi Fujiwara, conférencier au Département. of Science à l’Université d’Osaka. “Nos résultats sont une étape importante qui guidera l’orientation future de la détection quantique car elle montre comment elle contribue à la biologie”,

Source de l’histoire:

Matériel fourni par l’Université de la ville d’Osaka. Remarque: le contenu peut être modifié pour le style et la longueur.

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