Un equipo de científicos de la Universidad de Osaka, la Universidad de Queensland y la Facultad de Ingeniería de la Universidad Nacional de Singapur utilizó diminutos nanodiamantes recubiertos con un polímero que libera calor para probar las propiedades térmicas de las células. Cuando se irradian con luz de un láser,los sensores actuaban como calentadores y termómetros, lo que permitía calcular la conductividad térmica del interior de una celda. Este trabajo puede conducir a un nuevo conjunto de tratamientos basados en calor para matar bacterias o células cancerosas.
Aunque la célula es la unidad fundamental de todos los organismos vivos, algunas propiedades físicas siguen siendo difíciles de estudiar in vivo . Por ejemplo, la conductividad térmica de una celda, así como la velocidad a la que el calor puede fluir a través de un objeto si un lado está caliente mientras que el otro lado está frío, sigue siendo un misterio. Esta brecha en nuestro conocimiento es importante para aplicaciones como el desarrolloterapias térmicas que se dirigen a las células cancerosas y para responder preguntas fundamentales sobre el funcionamiento celular.
Ahora, el equipo ha desarrollado una técnica que puede determinar la conductividad térmica dentro de las células vivas con una resolución espacial de aproximadamente 200 nm. Crearon pequeños diamantes recubiertos con un polímero, polidopamina, que emiten tanto luz fluorescente como calor cuando se iluminan.mediante un láser. Los experimentos demostraron que estas partículas no son tóxicas y se pueden utilizar en células vivas. Cuando se encuentra dentro de un líquido o una célula, el calor eleva la temperatura del nanodiamante. En medios con conductividades térmicas elevadas, el nanodiamante no semuy caliente porque el calor se escapaba rápidamente, pero en un entorno de baja conductividad térmica, los nanodiamantes se calentaban más. Fundamentalmente, las propiedades de la luz emitida dependen de la temperatura, por lo que el equipo de investigación pudo calcular la tasa de flujo de calor del sensor alalrededores.
Tener una buena resolución espacial permitió realizar mediciones en diferentes ubicaciones dentro de las células ". Descubrimos que la velocidad de difusión del calor en las células, medida por los nanosensores híbridos, era varias veces más lenta que en agua pura, un resultado fascinante que todavía esperauna explicación teórica completa y dependía de la ubicación ", dice el autor principal Taras Plakhotnik.
"Además de mejorar los tratamientos para el cáncer basados en calor, creemos que las aplicaciones potenciales de este trabajo darán como resultado una mejor comprensión de los trastornos metabólicos, como la obesidad", dice el autor principal Madoka Suzuki. Esta herramienta también se puede utilizar parainvestigación celular, por ejemplo, para monitorear reacciones bioquímicas en tiempo real.
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Materiales proporcionado por Universidad de Osaka . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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