美國當(dāng)?shù)貢r(shí)間8月1日，哈佛大學(xué)的研究者們公布了一項(xiàng)利用納米金剛石對單個(gè)活細(xì)胞進(jìn)行溫度測量的技術(shù)成果。該研究發(fā)表在最新一期的Nature雜志，展示了溫度測量技術(shù)在人造納米金剛石的支持下達(dá)到了何種精密程度。

        科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，金剛石晶體內(nèi)的單原子雜質(zhì)(通常被一個(gè)氮原子和一個(gè)空位所替代)對于溫度變化非常敏感，這樣的溫度波動(dòng)對于保持量子比特來說可能是一種技術(shù)障礙，而對于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的生物體溫度測量來說，卻是十分的有用。

        在哈佛大學(xué)的這項(xiàng)研究中，工作者將一個(gè)100 nm的金剛石粒置入人體細(xì)胞中，然后用綠色激光照射該金剛石粒子。由于激光改變了雜質(zhì)內(nèi)電子的自旋狀態(tài)，發(fā)射出的綠激光在經(jīng)過納米金剛石粒后便變成了紅色激光。激光顏色改變的程度便可以用來測量人體細(xì)胞內(nèi)溫度的變化。         在此試驗(yàn)基礎(chǔ)上，工作者又嘗試將兩個(gè)納米金剛石粒置入到一個(gè)人體細(xì)胞中，分別用兩束綠激光來照射，然后在計(jì)算射出的紅激光的改變程度。這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)對比使得工作者能夠在同一個(gè)細(xì)胞內(nèi)的不同位置上進(jìn)行溫差的測量。之后，研究者又將一個(gè)納米金剛石粒子和一個(gè)金粒子置入同一個(gè)細(xì)胞，分別用兩束綠激光照射；金粒子在照射后所發(fā)出的熱量遷移到了細(xì)胞內(nèi)，這一溫度變化則很好地被納米金剛石粒子所測量。

       借助納米金剛石粒子技術(shù)，科學(xué)家們對于溫度波動(dòng)的測量可以精確至0.05開爾文。而這一結(jié)果并非最為極致，之前的細(xì)胞體外溫度測量實(shí)驗(yàn)就已經(jīng)達(dá)到了0.0018開爾文的溫差測量水平，科學(xué)家們期望利用該技術(shù)能在細(xì)胞內(nèi)溫度測量方面達(dá)到測量精度的最低水平。

       這種基于納米金剛石粒子的高精度溫差測量技術(shù)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域可以幫助醫(yī)生們區(qū)別人體內(nèi)的致癌細(xì)胞并及時(shí)做出醫(yī)療診斷，納米金剛石材料的應(yīng)用前景也因此更為廣泛。（編譯自" Researchers develop nanodiamond thermometer to take temperature of individual cells"；翻譯：王現(xiàn)）