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El repertorio de aplicaciones de los nanodiamantes está en constante expansión e incluye todo, desde recubrimientos ultrafinos hasta la administración precisa de fármacos.
Ahora la Universidad de Kyoto y Daicel Corporation han desarrollado nanodiamantes para detectar temperaturas a nanoescala en células y orgánulos.
«Las funciones y actividades de las células vivas están estrechamente relacionadas con la distribución de temperatura no uniforme y los cambios de temperatura localizados dentro de estos biosistemas». Notas del autor Norikazu Mizuochi.
nanodiamantes con centros de color vacantes de silicona, o centros SiVpertenecen a una nueva generación que puede detectar cambios de temperatura en las células midiendo la luminiscencia.
“La longitud de onda máxima del espectro de luminiscencia cambia linealmente, lo que es mayormente consistente con el comportamiento espectral de los SiV en diamantes a granel, lo que nos muestra el posible futuro de la termometría totalmente óptica a nanoescala.‘, dice el autor.
Alternativamente, los nanodiamantes que contienen centros de color, especialmente los centros vacantes de nitrógeno, muestran sensibilidad a altas temperaturas usando luz láser e irradiación de microondas y son ventajosos en aplicaciones biológicas debido a su baja citotoxicidad y luminiscencia estable.
Por lo general, las nanopartículas de temperatura medible son mayores de 100 nm (relativamente masivas a nanoescala) y pueden dañar potencialmente las células. Sin embargo, el equipo de Mizuochi logró crear la termometría de nanodiamantes más pequeña con un tamaño promedio de 20 nm, incluidos otros centros de color como los centros NV. Esta nanopartícula permite una entrada más suave en los orgánulos, así como la medición de la temperatura con una precisión de menos de un Kelvin.
«Para estudiar la respuesta a la temperatura de nuestros nanodiamantes que contienen SiV, o SiV-DND, recubiertos con polímero y de tamaño seleccionado, utilizamos un microscopio de temperatura controlada para medir el espectro de luminiscencia de una matriz de SiV-DND». agrega Mizuochi.
La combinación de esta tecnología con imágenes multicolores y la mejora de la detección de temperatura mediante la optimización del número de centros SiV por partícula son parte de la próxima etapa en el desarrollo de nanodiamantes de alta precisión del equipo de investigación.
El papel «Termometría totalmente óptica a nanoescala basada en centros vacantes de silicio en nanodiamantes de detonaciónfue publicado el 13 de julio de 2022 en carbóncon doi: 10.1016/j.carbon.2022.06.076
Fuente: http://www.kyoto-u.ac.jp/en
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