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郑州华晶金刚石股份有限公司

纳米金刚石在医学测温技术领域的新应用

关键词 纳米金刚石 , 温度测量|2013-08-02 09:56:38|来源 中国超硬材料网
摘要 美国当地时间8月1日,哈佛大学的研究者们公布了一项利用纳米金刚石对单个活细胞进行温度测量的技术成果。该研究发表在最新一期的Nature杂志,展示了温度测量技术在人造金刚石的支持下达...
         美国当地时间8月1日,哈佛大学的研究者们公布了一项利用纳米金刚石对单个活细胞进行温度测量的技术成果。该研究发表在最新一期的Nature杂志,展示了温度测量技术在人造纳米金刚石的支持下达到了何种精密程度。

        科学家们发现,金刚石晶体内的单原子杂质(通常被一个氮原子和一个空位所替代)对于温度变化非常敏感,这样的温度波动对于保持量子比特来说可能是一种技术障碍,而对于医学领域的生物体温度测量来说,却是十分的有用。

        在哈佛大学的这项研究中,工作者将一个100 nm的金刚石粒置入人体细胞中,然后用绿色激光照射该金刚石粒子。由于激光改变了杂质内电子的自旋状态,发射出的绿激光在经过纳米金刚石粒后便变成了红色激光。激光颜色改变的程度便可以用来测量人体细胞内温度的变化。

图片展示了一个金粒子被激光束照射发热后引起的温度变化被纳米金刚石粒子精确地测量到
 
        在此试验基础上,工作者又尝试将两个纳米金刚石粒置入到一个人体细胞中,分别用两束绿激光来照射,然后在计算射出的红激光的改变程度。这两个实验对比使得工作者能够在同一个细胞内的不同位置上进行温差的测量。之后,研究者又将一个纳米金刚石粒子和一个金粒子置入同一个细胞,分别用两束绿激光照射;金粒子在照射后所发出的热量迁移到了细胞内,这一温度变化则很好地被纳米金刚石粒子所测量。

       借助纳米金刚石粒子技术,科学家们对于温度波动的测量可以精确至0.05开尔文。而这一结果并非最为极致,之前的细胞体外温度测量实验就已经达到了0.0018开尔文的温差测量水平,科学家们期望利用该技术能在细胞内温度测量方面达到测量精度的最低水平。

       这种基于纳米金刚石粒子的高精度温差测量技术在医学领域可以帮助医生们区别人体内的致癌细胞并及时做出医疗诊断,纳米金刚石材料的应用前景也因此更为广泛。(编译自" Researchers develop nanodiamond thermometer to take temperature of individual cells";翻译:王现)
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