O echipă de cercetători a dezvoltat un nanosenzor cuantic extrem de mic, capabil să măsoare temperatura din interiorul unei singure celule vii, inclusiv în nucleu. Descoperirea, publicată în revista *Science Advances*, oferă posibilitatea de a observa dacă diferite zone ale aceleiași celule prezintă variații de temperatură de până la aproximativ un grad Celsius.

Funcționarea tehnologiei bazate pe senzori cuantici

Nanosenzorii utilizați, denumiți MoQNs, sunt compuși organici de pentacen, plasați în nanocristale acoperite cu un strat biocompatibil. Aceștia au dimensiuni cuprinse între 200 și 500 de nanometri, mult mai mici decât diametrul unei eritrocite. În timpul măsurărilor, senzorii sunt expuși la un laser verde, ce le cauzează emiterea unei lumini roșii. Prin aplicarea microundelor la anumite frecvențe, se urmărește variația intensității luminii roșii pentru a determina temperatura mediului.

Sensibilitatea acestor senzori se datorează comportamentului electronic specific al moleculei de pentacen, care poate exista în stări electronice diferite. Variabilitatea în intensitatea luminii emise, în funcție de frecvența microundelor, le permite cercetătorilor să calculeze temperatura locală din zona în care se află sensorul.

Metodele de introducere a senzorilor în celule

Pentru a aduce nanosenzorii în celulele canceroase, cercetătorii au utilizat două tehnici. În unele cazuri, au plasat celulele într-o soluție conținând nanosenzori, până când aceștia au fost absorbiți de către celulă. În alte situații, senzorii au fost injectați direct în nucleu. Sistemul a permis apoi măsurarea temperaturii în diverse puncte ale citoplasmei și nucleului.

Rezultatele obținute au arătat că temperatura nu este uniformă în interiorul cellului. Unele zone sunt mai calde, iar nucleul însuși prezintă diferențe locale de temperatură. Aceste observații indică faptul că celulele nu sunt structuri biologie simple, ci au dinamici interne complexe, cu reacții și procese metabolice variabile.

Aplicabilitatea în cercetarea biomedicală

Această tehnologie ar putea permite cercetătorilor să monitorizeze mai detaliat modul în care funcționează metabolismul celular. Pot fi urmărite reacțiile celulare la stres sau tratamente, precum și evoluția anumitor boli, inclusiv cele oncologice. La momentul actual, instrumentul nu este încă un test clinici pentru pacienți, însă oferă o metodă mult mai precisă pentru studiile de laborator.

Avantajele față de metodele anterioare

Anterior, pentru măsurarea temperaturii celulare se foloseau nanodiamante cu centre azot-vacanță. Acestea aveau însă dezavantajul de a fi dificil de comparat între diferiți senzori, deoarece fiecare nanodiamant putea avea comportament ușor diferit. În schimb, nanosenzorii cuantici de pentacen oferă o consistență superioară și o sensibilitate înnăscută datorită comportamentului lor electronic specific.