很早之前科學家們就知道溫度是重要的生命體征,標志著你是健康的還是生病了。17世紀,意大利生理家Sanctorio Sanctorius為了檢測患者溫度,發明了口腔溫度計,時間過去了400年,科學家們又給自己制定一個新的更具挑戰性的任務——測量單個細胞的溫度。
體內細胞溫差雖然最多也只有幾度,但是研究人員現在懷疑這種微小差異能改變細胞的化學特性和功能,或者幫助醫生關閉腫瘤的生長。那么到底如何能了解細胞內的溫度呢?
癌癥終結者
研究者:葡萄牙阿威羅大學Luís Carlos,西班牙薩拉戈薩大學材料科學研究所Angel Millán
研究目的:Carlos 和 Millán正在嘗試通過選擇性熱致死的方法,殺死腫瘤細胞,他們希望能建立溫度梯度摧毀細胞的生物分子,并啟動細胞死亡。目前一般的熱療方法都無法確保癌細胞在其周邊組織保持低溫的情況下,升至足夠的溫度。
研究方法:
兩位研究人員近期設計了一種加熱器和納米溫度計 (ACS Nano, 9:3134-42, 2015),一般來說加熱和檢測細胞溫度是分配給了不同的粒子做不同的任務。而Carlos和Millán想要確保檢測到的就是熱源中心的溫度,而且是在細胞中熱很快就會散去的前提下。“如果我們無法掌握加熱器旁邊溫度計的真實溫度,那么就無法檢測到有效的局部溫度,”Carlos說。
(Millán和 Carlos構建了一種既可以加熱細胞,又可以檢測溫度的納米粒子。熒光離子 (紅色) 顯示溫度,它們包裹在磁性納米微粒(橙色),當進入磁場就會發熱。同時其外部還有一個聚合外殼(綠色和藍色),用于保護,將加熱器和溫度計組合在一起。)
加熱器由一種接觸磁場后就會被加熱的磁珠組成,溫度計則由兩個熒光離子構成,其中一個會隨著溫度的變化而改變亮度。這兩者都被封閉在聚合物外殼中。
目前臨床實驗已經證明可以利用磁珠加熱殺死癌癥,但是研究人員指出,利用他們的加熱器-溫度計組合能更精確的殺死細胞,減少所需納米粒子的數據,以及由此帶來的身體傷害。
“如果能在癌細胞中安入特殊的納米粒子,那么也許幾個就足以引發細胞死亡了,”Millán說。目前研究人員正在培養細胞中加熱細胞,監控它們的溫度和反應。
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