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量子溫度計可深入單細胞內測溫

2026年05月12日09:38 | 來源:科技日報
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科技日報訊 (記者劉霞)日本東京大學和千葉大學科學家研制出一種新型量子溫度計。它小到可深入單個活細胞,測量細胞核等微小區域的溫度。這類技術將幫助科學家在最小尺度上,探究生命的新陳代謝與各種化學反應。相關論文發表在新一期《科學進展》雜志上。

研究團隊將一種名為並五苯的碳氫化合物分子嵌入晶體內,然后攪動晶體,使之分解成更微小的顆粒。在此過程中,他們用聚合物包裹這些顆粒,以防它們聚集成塊,並確保其對細胞安全無害。最終得到的傳感器直徑僅200或500納米,比人類紅細胞還要小。

這種量子傳感器的行為取決於並五苯分子內電子特定量子態之間的“疊加”,也就是電子同時佔據多個狀態。

向傳感器發射綠色激光,會使其發出紅光﹔若同時用特定頻率的微波去刺激它,那紅光便會略微變暗。傳感器周圍環境的溫度,也包括它自身的溫度,會影響變暗所需的微波頻率。團隊精確計算出了觸發變暗的頻率與溫度之間的對應關系,從而能據此反推出溫度。

為將傳感器送入細胞內部,團隊將癌細胞浸泡在含有傳感器的溶液中,任其被吸收,或直接將傳感器注入細胞核。隨后,他們對傳感器施加激光和微波,並觀察哪些頻率的微波讓紅光變暗,從而精確計算出細胞的溫度。

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(責編:劉敬、孫娜)

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