光明网综合报道 纳米温度计本是为量子计算机开发的工具，现可用来映射活细胞内温度。

该技术利用微小碳晶体（“纳米碳”）中的量子效应来检测下至千分之几级的变化。研究人员还能使用激光加热细胞的特定部位，“我们现在拥有细胞级控制温度的工具，并且能够研究生物系统对温度变化的反应，” 一位在马萨诸塞州剑桥哈佛大学的物理学家彼得·毛雷尔和一名组员说。研究结果发表在今日《自然》上。

研究人员已利用激光加热纳米碳细胞特定部位，并读取温度。

碳的碳晶格中含有电子态的量子杂质，这些杂质通常含有一个取代碳原子的氮原子及其紧邻的一个单原子间隙或空位。研究人员已成功操纵它并取得进一步进展，进行量子计算。由于氮原子中的电子对磁场极其敏感（从金刚石晶体磁共振成像可看出），而这类磁探头对微小的温度波动很敏感，因此研究人员已开始将这些探头作为精密温度计使用，从而变潜在弱势为优势。现在，毛雷尔和同事们已将该工具用于生物学。

借助最新技术，研究人员使用纳米线向人类胚胎细胞中注入碳晶体，然后用绿色激光照射细胞，使氮杂质发出红色荧光。细胞内的局部温度变化会影响“氮空位”发出的红光强度，研究人员通过测量强度来计算相应的“纳米碳”温度。由于碳导热性好，纳米晶体的温度与细胞环境的当前温度几乎相当。

研究人员也向细胞中注入纳米金粒子，并用激光加热不同部位，借助碳温度计，能精确控制温度上升的部位和上升量。

毛雷尔指出，碳温度计对于基础生物学可能是有用的工具，因为从基因表达到细胞新陈代谢这些生物过程，都受到温度的强烈影响。

已有其他团队利用荧光分子映射人类细胞温度，但哈佛温度计的精确度至少是它十倍。毛雷尔说，可以检测小到0.05开尔文的波动。作者指出仍有改进的余地，因为在活细胞外，已有微小设备精确到0.0018开尔文。

一位圣巴巴拉加州大学的物理学家大卫·奥沙隆指出，纳米碳温度计在化学领域也有潜在用途，如监测热量流动如何影响化学变化，尤其在两物质的交界处。(编译：张银银)