(Phys.org) —Onderzoekers die in een laboratorium aan de Harvard University werken, hebben een techniek ontwikkeld waarmee de temperatuur van individuele levende cellen kan worden gemeten. In hun artikel gepubliceerd in het tijdschrift Natuur , het team beschrijft hun techniek en hoe nauwkeurig de temperatuurmetingen ermee kunnen zijn.

De nieuwe thermometer die door het team is ontwikkeld, volgt het werk van andere onderzoekers die hebben ontdekt dat onzuiverheden met één atoom in diamantkristallen (die meestal worden vervangen door een stikstofatoom en een leegstandsgat) ultragevoelig kunnen zijn voor temperatuurveranderingen - dergelijke fluctuaties kunnen worden gezien als een belemmering bij het proberen om dergelijk materiaal te gebruiken om kwantumbits vast te houden, maar in de biologische wereld, ze kunnen worden gebruikt om zeer nauwkeurig de temperatuur te meten.

In hun onderzoek injecteerde het team van Harvard een enkele nanodiamant (een diamant van slechts 100 nm groot) in een menselijke cel. Eenmaal op zijn plaats werd er een groene laser op de nanodiamant geschenen. Omdat het de spintoestand van een elektron in de onzuiverheid veranderde, het licht dat werd uitgestraald werd veranderd in rood. De mate waarin deze was veranderd, werd vervolgens gebruikt om de temperatuur van het binnenste van de cel te berekenen. Na dat experiment, het team injecteerde twee nanodiamanten in een enkele cel, richtten vervolgens twee afzonderlijke groene lasers op hen, vervolgens het uitgestraalde rode licht gemeten. Hierdoor konden ze het temperatuurverschil tussen twee locaties in dezelfde cel meten. Volgende, het team injecteerde een nanodiamant en een gouddeeltje in de cel. Eenmaal op zijn plaats scheen een groene laser op de nanodiamant terwijl een andere laser op het gouddeeltje scheen waardoor het opwarmde. Die warmte werd overgedragen aan de rest van de cel en werd vervolgens gemeten door de nanodiamant.

Met behulp van deze techniek rapporteren de onderzoekers dat ze temperatuurschommelingen van slechts 0,05 Kelvin kunnen meten - ze verwachten in de toekomst betere resultaten te bereiken, aangezien temperatuurschommelingen zo klein als 0,0018 Kelvin zijn geregistreerd met het apparaat buiten een cel. Een thermometer met een dergelijke precisie zou zowel voor onderzoeksdoeleinden als voor praktische toepassingen kunnen worden gebruikt, zoals het helpen onderscheiden (of doden) van individuele kankercellen in het lichaam.

© 2013 Phys.org