細(xì)胞是生物體結(jié)構(gòu)和功能的基本單位，細(xì)胞的溫度與細(xì)胞內(nèi)的各種生化反應(yīng)、生理過(guò)程密切相關(guān)。準(zhǔn)確測(cè)量細(xì)胞內(nèi)的溫度不僅有助于深化對(duì)細(xì)胞代謝活動(dòng)規(guī)律的認(rèn)識(shí)，也具有潛在的臨床應(yīng)用價(jià)值。但細(xì)胞尺度一般在微米量級(jí)，給如此微小的生命體量“體溫”，無(wú)疑要用更小的溫度計(jì)。近日，中國(guó)科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所降雨強(qiáng)研究員領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)與北京大學(xué)合作，發(fā)明了一種可以給細(xì)胞量“體溫”的納米溫度計(jì)。

　　這種納米溫度計(jì)由硫硒化鎘量子點(diǎn)納米發(fā)光材料和高分子材料構(gòu)成，大小只有30納米，相當(dāng)于頭發(fā)絲的二千五百分之一，可以輕松進(jìn)入單個(gè)細(xì)胞，通過(guò)檢測(cè)納米溫度計(jì)的發(fā)光情況，就可“解碼”出相應(yīng)的細(xì)胞內(nèi)的溫度。這種新型溫度計(jì)既對(duì)溫度敏感，又兼顧了生物相容性，更重要的是它能有效消除細(xì)胞內(nèi)復(fù)雜生化環(huán)境對(duì)溫度探測(cè)的影響。

　　納米溫度計(jì)的發(fā)光情況除了受溫度影響外，往往還受周圍生化環(huán)境的影響；而且，活細(xì)胞內(nèi)的生化環(huán)境極為復(fù)雜，時(shí)刻處于高度動(dòng)態(tài)變化中，如果不能有效屏蔽周圍生化環(huán)境的影響，就會(huì)嚴(yán)重影響納米溫度計(jì)對(duì)細(xì)胞內(nèi)溫度探測(cè)的準(zhǔn)確性和可靠性。

　　研究團(tuán)隊(duì)在以往構(gòu)建納米發(fā)光探針的經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上，經(jīng)反復(fù)探索發(fā)展出一種新的納米包埋技術(shù)：將量子點(diǎn)封裝在一個(gè)納米球里，既不影響其溫度探測(cè)的靈敏度，又有效消除周圍生化環(huán)境的影響。這種新型納米溫度計(jì)，溫度檢測(cè)靈敏度達(dá)到0.43℃；在pH值4至11范圍內(nèi)，發(fā)光強(qiáng)度變化小于2%。此外，這種新型納米溫度計(jì)還有很好的可重復(fù)性，溫度在25℃至37℃之間交替變化100次，其測(cè)量誤差仍小于5%?；谠擃愋滦图{米溫度計(jì)，研究人員實(shí)現(xiàn)了單個(gè)、活的腫瘤細(xì)胞內(nèi)溫度變化的準(zhǔn)確、靈敏探測(cè)；在單細(xì)胞水平，觀察到了細(xì)胞對(duì)環(huán)境溫度改變的適應(yīng)性產(chǎn)熱現(xiàn)象。

　　該研究在腫瘤診療、單細(xì)胞藥物篩選、腦科學(xué)和電子微加工等諸多領(lǐng)域具有潛在應(yīng)用價(jià)值。此項(xiàng)成果已在線發(fā)表于《科學(xué)報(bào)告》，并申請(qǐng)國(guó)家發(fā)明專利。