Нанотермометры впервые замерили температурную реакцию живых клеток

На 242-ом мероприятии National Meeting & Exposition, проводимом Американским химическим обществом, ученые сообщили о создании новой версии термометра, предназначенной для измерения температуры отдельных клеток человеческого тела. Разумеется, авторы исследования Хоу Янь из Принстонского университета и Ливей Лин из Калифорнийского университета в Беркли использовали для этого не привычный всем градусник, ведь клетки так малы, что на булавочной головке их может уместиться почти 600 тысяч. Ученые применили особые нанотермометры, представляющие собой квантовые точки, полупроводниковые кристаллы, которые достаточно малы, чтобы проникнуть в клетку, где меняют цвет в зависимости от температуры. Ученые использовали квантовые точки кадмия и селена, испускающие различные цвета (световые волны разных длин), соответствующие определенной температуре. По словам Яня, информация о внутриклеточной температуре представляет большую важность, однако, до сих пор этих данных у исследователей не было. Внутреннее строение клетки очень сложное, и о нем мало известно. Применительно к химии температура является одним из важнейших физических факторов, которые могут меняться в ходе реакции. Поэтому очень важно знать как можно больше о том, что происходит внутри клетки – это даст понимание того, как осуществляются химические процессы жизни в целом.

Ученые давно предполагали, что температура внутри отдельных клеток разнится. Там непрерывно происходят тысячи биохимических реакций, некоторые из которых сопровождаются выделением энергии и тепла. При этом одни клетки активнее других, и неиспользованная энергия высвобождается в виде тепла. Даже в пределах одной клетки могут быть участки с различной температурой.

Исследователи смогли получить эту информацию во время экспериментов, введя нанотермометры в выращенные в пробирке клетки. Они обнаружили небольшие температурные расхождения между разными частями клеток. Кроме того, исследователи намеренно стимулировали клетки, чтобы усилить внутреннюю биохимическую активность, и замерили температуру. Тем не менее, пока замеры недостаточно точны, чтобы можно было придать им определенное цифровое выражение, поэтому работа в этом направлении продолжается.