Nauwkeurige targeting van biologische moleculen, zoals kankercellen, voor behandeling is een uitdaging, vanwege hun enorme omvang. Nutsvoorzieningen , Taiwanese wetenschappers hebben een geavanceerde oplossing voorgesteld, gebaseerd op een nieuwe combinatie van eerder gebruikte technieken, die mogelijk kan worden toegepast op thermische kankertherapie. Pei-Chang Tsai van het Instituut voor Atoom- en Moleculaire Wetenschappen, aan de Academia Sinica, Taipei, en collega's hebben zojuist in EPJ QT een verbeterde detectietechniek gepubliceerd voor verwarming en temperatuurmeting op nanometerschaal. Met behulp van een chemische methode om gouden nanostaafjes aan het oppervlak van een diamanten nanokristal te bevestigen, de auteurs hebben een nieuw biocompatibel nanodevice uitgevonden. Het is in staat om extreem gelokaliseerde verwarming te leveren van een nabij-infrarood laser gericht op de gouden nanostaafjes, terwijl de temperatuur nauwkeurig wordt gemeten met de nanokristallen.

Het laboratorium van de auteurs is gespecialiseerd in het vervaardigen van heldere fluorescerende diamanten nanokristallen. Het bijzondere van deze nanokristallen is dat ze een hoge concentratie aan punctuele kleurcentrumdefecten bevatten. Bij blootstelling aan groen licht, deze centra zenden een rood fluorescerend licht uit, nuttig voor subcellulaire beeldvormingstoepassingen. In tegenstelling tot gewoon fluorescerend materiaal, deze centra kunnen ook worden omgezet in overgevoelige nanosondes om temperatuur en magnetisch veld te detecteren, via optische manipulatie en detectie.

Door gouden nanodeeltjes in het nanokristal te introduceren, de auteurs maken het mogelijk om het binnenkomende laserlicht om te zetten in extreem lokale warmte. Deze gouden nanodeeltjes kunnen daarom fungeren als schakelbare nanoverwarmers voor therapieën op basis van het leveren van intense en nauwkeurige warmte aan kankercellen, met behulp van een laser als energiebron. Het nieuwe van dit onderzoek is dat het laat zien dat het mogelijk is om diamantnanokristallen te gebruiken als hypergevoelige temperatuursensoren met een hoge ruimtelijke resolutie - variërend van 10 tot 100 nanometer - om de hoeveelheid warmte die aan kankercellen wordt afgegeven te monitoren.