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  • Nano-termómetro mide la temperatura dentro de las celdas

    Los químicos de la Universidad de Rice modificaron las moléculas BODIPY para que sirvieran como nanotermómetros dentro de las células. El gráfico de la izquierda es una recopilación de micrografías fluorescentes de vida útil que muestran la respuesta de las moléculas a la temperatura. en grados Celsius. A la derecha, la estructura de la molécula muestra el rotor, en el fondo, que se modifica para restringir la rotación de 360 ​​grados. Crédito:Meredith Ogle / Rice University

    ¿Cómo se sabe que una célula tiene fiebre? Toma su temperatura.

    Eso ahora es posible gracias a la investigación de los científicos de la Universidad de Rice que utilizaron las propiedades emisoras de luz de moléculas particulares para crear un nanotermómetro fluorescente.

    El laboratorio de Rice del químico Ángel Martí reveló la técnica en un Revista de química física B papel, describiendo cómo modificó un rotor molecular biocompatible conocido como boro dipirrometeno (BODIPY, para abreviar) para revelar las temperaturas dentro de las celdas individuales.

    La molécula es ideal para la tarea. Su fluorescencia dura solo un poco dentro de la celda, y la duración depende en gran medida de los cambios tanto en la temperatura como en la viscosidad de su entorno. Pero a alta viscosidad, el medio ambiente en celdas típicas, su vida útil de fluorescencia depende únicamente de la temperatura.

    Significa que a una temperatura específica, la luz se apaga a un ritmo particular, y eso se puede ver con un microscopio de imágenes de fluorescencia de por vida.

    Martí dijo que sus colegas de Baylor College of Medicine lo desafiaron a desarrollar la tecnología. "Todo el mundo conoce los termómetros antiguos basados ​​en la expansión del mercurio, y otros más nuevos basados ​​en tecnología digital, ", dijo." Pero usarlos sería como tratar de medir la temperatura de una persona con un termómetro del tamaño del Empire State Building ".

    La técnica depende del rotor. La estudiante graduada y autora principal de Martí y Rice, Meredith Ogle, restringió el rotor para ir y venir, como el volante de un reloj, en lugar de dejar que gire completamente.

    "Básicamente se tambalea, "Dijo Martí.

    "Lo que medimos es cuánto tiempo permanece la molécula en el estado excitado, que depende de qué tan rápido se tambalee, ", dijo." Si aumenta la temperatura, se bambolea más rápido, y eso acorta el tiempo que permanece excitado ".

    El efecto, Martí dijo, es convenientemente independiente de la concentración de moléculas BODIPY en la célula y del fotoblanqueo, el punto en el que se destruyen las capacidades fluorescentes de la molécula.

    "Si el ambiente es un poco más viscoso, la molécula rotará más lentamente, "Dijo Martí." Eso no significa necesariamente que haga más frío o más calor, solo que la viscosidad del medio ambiente es diferente.

    "Descubrimos que si restringimos la rotación de este motor, luego a altas viscosidades, el reloj interno, la vida útil de esta molécula, se vuelve completamente independiente de la viscosidad, ", dijo." Esto no es particularmente común para este tipo de sondas ".

    Martí dijo que la técnica podría ser útil para cuantificar los efectos de la terapia de ablación tumoral, donde se usa calor para destruir las células cancerosas, o simplemente midiendo la presencia de cánceres. "Tienen un metabolismo más alto que otras células, lo que significa que es probable que generen más calor, ", dijo." Nos gustaría saber si podemos identificar las células cancerosas por el calor que producen y diferenciarlas de las células normales ".

    Los coautores del artículo son la estudiante graduada de Rice Ashleigh Smith McWilliams; Matthew Ware, un científico de Celgene Co., San Diego; Steven Curley, un cirujano del Hospital Christus Mother Frances, Tyler, Texas; y Stuart Corr, profesor asistente de investigación quirúrgica y director de innovación quirúrgica y desarrollo de tecnología en Baylor College of Medicine.


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