مقياس الحرارة النانوية للفوتولومينسنس: استشعار حرارة العمر الضوئي داخل الخلايا

تعتبر مقاييس الحرارة النانوية البيولوجية المتوافقة (PL) التي يمكن استخدامها بدقة وموثوقية لمراقبة درجات الحرارة داخل الخلايا لها العديد من التطبيقات المحتملة في علم البيولوجيا والطب. من المثالي أن تكون 이러한 مقاييس الحرارة النانوية وظيفية عند رقم حموضة فسيولوجي عبر نطاق واسع من الشدات الأيونية وتركيزات البروب والبيئات المحلية. هنا، نوضح أن نقاط الكربون (CDs) المدعومة بـ N,S والتي تذوب في الماء تظهر أعمار فوتولومينسنس تعتمد على درجة الحرارة ويمكن أن تعمل كمقاييس حرارة داخل الخلايا حساسة وموثوقة للغاية. تشير قياسات كثافة PL إلى أن هذه CD لديها العديد من الميزات على مستشعرات الحرارة النانوية البديلة المعتمدة على الموصلات نصف الموصلة وCD. من المهم أن تبقى أعمار PL ثابتة على نطاق واسع من قيم pH (5-12)، وتركيزات CD (1.5 × 10 -5 إلى 0.5 ملغم/مل)، وشدات أيونية بيئية (حتى 0.7 مول·ل -1 NaCl). علاوة على ذلك، فهي متوافقة حيوياً وغير سامة، كما تم إثباته من خلال تحليلات حيوية الخلايا واستخدام خطوط خلايا NIH/3T3 وHeLa. تظهر أجهزة استشعار الحرارة N,S-CD أيضاً تشتتاً جيداً في الماء، وثباتاً ضوئياً وحرارياً فائقاً، واستقلالية غير عادية عن البيئة والتركيز، وثبات عالٍ خلال التخزين، وإمكانية إعادة الاستخدام - حيث ظلت منحنيات انحدار PL عند درجات حرارة بين 15 و45 درجة مئوية دون تغيير على مدار سبعة تجارب متتابعة. أظهر قياس درجة الحرارة القائم على العمر الضوئي في المختبر باستخدام خلايا سرطان عنق الرحم البشرية HeLa الإمكانات الكبيرة لهذه المجسات النانوية في الطب الحيوي. بشكل عام، تظهر نقاط الكربون المدعومة بـ N,S انبعاثاً غير معتمد على الإثارة مع زوال أحادي الأسي يعتمد بشدة على درجة الحرارة، مما يجعلها مناسبة لكل من القياسات الضوئية في المختبر وفي الجسم.