Se observa un desplazamiento lineal hacia el rojo con el aumento de la temperatura en nanodiamantes detonados con centros de color. Crédito:KyotoU/Norikazu Mizuochi
El repertorio de aplicaciones de los nanodiamantes se expande constantemente 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 en nanoescala dentro de células y orgánulos.
"Las funciones y actividades de las células vivas estarán estrechamente relacionadas con la distribución de temperatura no uniforme y los cambios de temperatura localizados dentro de estos biosistemas", señala la autora Norikazu Mizuochi.
Los nanodiamantes con centros de color de vacancia de silicio, o centros SiV, son de una nueva generación que pueden detectar cambios de temperatura dentro de 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 y nos muestra el posible futuro de la termometría a nanoescala totalmente óptica", dice el autor.
Alternativamente, los nanodiamantes que contienen un centro de color, especialmente los centros vacantes de nitrógeno, demuestran sensibilidad a altas temperaturas cuando se usa luz láser e irradiación de microondas, y son ventajosos en aplicaciones biológicas por su baja citotoxicidad y luminiscencia estable.
Por lo general, las nanopartículas de temperatura medible son mayores de 100 nm (relativamente masivas en la nanoescala) y pueden dañar las células. El equipo de Mizuochi, sin embargo, logró crear la termometría de nanodiamantes más pequeña con un tamaño medio 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 detección de temperatura con una precisión inferior a Kelvin.
"Para investigar 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 al optimizar la cantidad de centros SiV por partícula son parte de la siguiente etapa en el desarrollo de nanodiamantes de alta precisión del equipo de investigación.
La investigación fue publicada en Carbon . Nueva forma de extraer la temperatura de la luz emitida por un defecto de diamante
