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世界上最小的温度计宽度是头发直径两万分之一

更新:2018-04-25 15:36:49

当人们生病时会将温度计放入口腔中测试人体温度,但是这种方式会让人感到不适。目前,加拿大化学家使用DNA最新研制出世界上最小的温度计。

世界上最小的温度计宽度是头发直径两万分之一

这种微型温度计仅是人类头发直径的两万分之一,有望形成新的方式监控电子设备和人体的温度变化。它利用DNA的一种固有属性,当温度较高时,会从折叠状态展开。通过设计特殊的DNA序列,加拿大蒙特利尔大学研究人员发现他们可以设计基因物质链,在特定的温定下折叠和展开。

这将有助于他们制造分子,在30-85摄氏度之间的不同温度条件下出现变形。他们指出,像这样的DNA分子可作为纳米等级热敏开关,或者用于结合产生超灵敏的温度计。该研究项目负责人、蒙特利尔大学生物化学家亚历克西斯-瓦勒-贝利斯尔(Alexis Vallee-Belisle)教授表示,受分子自然属性的灵感启发,我们设计了一种DNA分子温度计。近年来,生物化学家发现了蛋白质或者核糖核酸(RNA)等生物分子可作为纳米等级体温计,放置在活体生物体内,并且通过折叠或者展开产生温度变化。

基于这些自然纳米等级分子温度计的灵感启发,它们通常是人类头发直径的两万分之一,我们能够建立各种DNA结构,在特定温度条件下折叠和展开。研究人员发现他们通过改变“分子基对”序列,使DNA分子折叠和展开从而实现控制温度变化。

四个分子基对(A,T,C和G)可提供所有生物体的基因序列,同时部分响应DNA的紧密束缚程度。蒙特利尔大学研究员大卫-加罗(David Gareau)说:“DNA是由叫做核苷酸的4种不同单体分子构成,核苷酸A微弱地与核苷酸T结合,然而核苷酸C较强地与核苷酸G结合。使用这些简单的设计法则,我们能够在特殊设计的温度条件下建立可以折叠和展开的DNA结构。”

目前这项最新研究报告发表在近期出版的《纳米快报》杂志上,研究人员表示使用DNA分子设计温度计的一种最大优势在于它能够实现DNA编辑和编程处理。在温度条件发生变化时由于DNA分子改变外形,使它们发光,从而可利用DNA分子监控温度的变化。

研究小组希望这些DNA温度计可提供研究细胞等级体温变化的新途径,贝利斯尔教授称,在生物学领域仍有许多未解之谜,例如:我们知道人体温度恒定在37摄氏度,但是我们并不清楚人体每个细胞是否存在较大的温差。在不久的未来,我们可以将DNA纳米温度计植入电子设备中,用于监控纳米等级局部温度变化情况。

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