Het repertoire van toepassingen van Nanodiamonds breidt zich voortdurend uit, inclusief alles van ultrafijne coatings tot nauwkeurige medicijnafgifte.

Nu hebben de Universiteit van Kyoto en Daicel Corporation nanodiamanten ontwikkeld om temperaturen op nanoschaal in cellen en organellen te detecteren.

"De functies en activiteiten van levende cellen zullen nauw verband houden met de niet-uniforme temperatuurverdeling en gelokaliseerde temperatuurveranderingen binnen deze biosystemen", merkt auteur Norikazu Mizuochi op.

Nanodiamanten met silicium-vacature-kleurcentra, of SiV-centra, zijn van een nieuwe generatie die temperatuurveranderingen in cellen kunnen detecteren door luminescentie te meten.

"De piekgolflengte van het luminescentiespectrum verschuift lineair, wat grotendeels consistent is met het spectrale gedrag van SiV's in bulkdiamanten en toont ons de mogelijke toekomst van volledig optische thermometrie op nanoschaal", zegt de auteur.

Als alternatief vertonen kleurcentrum-bevattende nanodiamanten, vooral stikstof-vacaturecentra, een hoge temperatuurgevoeligheid bij gebruik van laserlicht en microgolfstraling, en zijn ze voordelig in biologische toepassingen vanwege hun lage cytotoxiciteit en stabiele luminescentie.

Doorgaans zijn temperatuurmeetbare nanodeeltjes groter dan 100 nm - relatief massief op nanoschaal - en kunnen ze cellen beschadigen. Het team van Mizuochi is er echter in geslaagd om de kleinste nanodiamant-thermometrie te creëren met een gemiddelde grootte van 20 nm, inclusief andere kleurcentra zoals NV-centra. Dit nanodeeltje maakt een soepelere toegang tot organellen mogelijk, evenals temperatuurwaarneming tot sub-kelvin-precisie.

"Om de temperatuurrespons van onze met polymeer gecoate en op grootte geselecteerde SiV-bevattende nanodiamanten of SiV-DND's te onderzoeken, hebben we een temperatuurgestuurde microscoop gebruikt om het luminescentiespectrum van een reeks SiV-DND's te meten", voegt Mizuochi toe. /P>

Het combineren van deze technologie met meerkleurenbeeldvorming en het verbeteren van temperatuurwaarneming door het optimaliseren van het aantal SiV-centra per deeltje maken deel uit van de volgende fase in de ontwikkeling van het onderzoeksteam van zeer nauwkeurige nanodiamanten.

Het onderzoek is gepubliceerd in Carbon . + Verder verkennen

Nieuwe manier om temperatuur te extraheren uit licht dat wordt uitgestraald door een diamantdefect