Nanoscale thermal control of a single living cell enabled by diamond heater-thermometer

钻石 材料科学 温度计 光电子学 粒子(生态学) 纳米尺度 生物物理学 纳米技术 复合材料 物理 生物 生态学 量子力学
作者
Alexey M. Romshin,Vadim Zeeb,Evgenii Glushkov,Aleksandra Radenović,Andrey G. Sinogeikin,И. И. Власов
出处
期刊:Scientific Reports [Springer Nature]
卷期号:13 (1) 被引量:4
标识
DOI:10.1038/s41598-023-35141-4
摘要

We report a new approach to controllable thermal stimulation of a single living cell and its compartments. The technique is based on the use of a single polycrystalline diamond particle containing silicon-vacancy (SiV) color centers. Due to the presence of amorphous carbon at its intercrystalline boundaries, such a particle is an efficient light absorber and becomes a local heat source when illuminated by a laser. Furthermore, the temperature of such a local heater is tracked by the spectral shift of the zero-phonon line of SiV centers. Thus, the diamond particle acts simultaneously as a heater and a thermometer. In the current work, we demonstrate the ability of such a Diamond Heater-Thermometer (DHT) to locally alter the temperature, one of the numerous parameters that play a decisive role for the living organisms at the nanoscale. In particular, we show that the local heating of 11-12 °C relative to the ambient temperature (22 °C) next to individual HeLa cells and neurons, isolated from the mouse hippocampus, leads to a change in the intracellular distribution of the concentration of free calcium ions. For individual HeLa cells, a long-term (about 30 s) increase in the integral intensity of Fluo-4 NW fluorescence by about three times is observed, which characterizes an increase in the [Ca2+]cyt concentration of free calcium in the cytoplasm. Heating near mouse hippocampal neurons also caused a calcium surge-an increase in the intensity of Fluo-4 NW fluorescence by 30% and a duration of ~ 0.4 ms.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
Qyyy完成签到,获得积分10
1秒前
2秒前
2秒前
依然风华发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
taoyun发布了新的文献求助30
2秒前
迷人世开完成签到,获得积分10
3秒前
今后应助无限的时光采纳,获得10
3秒前
传奇3应助pskgg采纳,获得10
3秒前
浅梨涡完成签到,获得积分10
4秒前
虚拟的香芦完成签到,获得积分10
4秒前
5秒前
风趣的从梦完成签到,获得积分10
5秒前
诚心怀柔发布了新的文献求助10
6秒前
自觉黎云完成签到,获得积分10
6秒前
顾矜应助yulian采纳,获得10
6秒前
XY发布了新的文献求助10
7秒前
星辰大海应助yao采纳,获得30
7秒前
荷欢笙完成签到,获得积分10
8秒前
皮卡丘完成签到 ,获得积分10
8秒前
9秒前
9秒前
9秒前
10秒前
myf发布了新的文献求助10
10秒前
10秒前
11秒前
勤恳马里奥完成签到,获得积分0
11秒前
12秒前
12秒前
12秒前
13秒前
突突给突突的求助进行了留言
13秒前
Captain完成签到 ,获得积分10
14秒前
赘婿应助羽言采纳,获得10
14秒前
LONG完成签到 ,获得积分10
14秒前
小鹿5460发布了新的文献求助10
14秒前
智勇双全完成签到,获得积分10
14秒前
小彤完成签到 ,获得积分10
15秒前
15秒前
高分求助中
Evolution 2024
Experimental investigation of the mechanics of explosive welding by means of a liquid analogue 1060
Die Elektra-Partitur von Richard Strauss : ein Lehrbuch für die Technik der dramatischen Komposition 1000
How to Create Beauty: De Lairesse on the Theory and Practice of Making Art 1000
Gerard de Lairesse : an artist between stage and studio 670
CLSI EP47 Evaluation of Reagent Carryover Effects on Test Results, 1st Edition 600
大平正芳: 「戦後保守」とは何か 550
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 催化作用 物理化学 免疫学 量子力学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3005052
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2664397
关于积分的说明 7222387
捐赠科研通 2301184
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1220318
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 594640
版权声明 593237