একটি বিস্ফোরক কৌশলের মাধ্যমে, জাপানের গবেষকরা এখন পর্যন্ত সবচেয়ে ছোট ন্যানোডিয়ামন্ড তৈরি করেছেন, যা তাদের আশেপাশের পরিবেশে মাইক্রোস্কোপিক তাপমাত্রার পার্থক্য পরীক্ষা করতে সক্ষম। একটি সাবধানে নিয়ন্ত্রিত বিস্ফোরণের সাথে, একটি বহু-পদক্ষেপ পরিশোধন প্রক্রিয়া অনুসরণ করে, নরিকাজু মিজুওচি এবং কিয়োটো ইউনিভার্সিটির একটি দল বিদ্যমান কৌশলগুলির সাথে উত্পাদিত ন্যানোডায়মন্ডগুলির থেকে প্রায় 10 গুণ ছোট ফটোলুমিনেসেন্ট ন্যানোডিয়ামন্ড তৈরি করেছে। উদ্ভাবনটি জীবন্ত কোষের ভিতরে পাওয়া মিনিটের তাপমাত্রার পার্থক্যগুলি অধ্যয়ন করার জন্য গবেষকদের দক্ষতাকে উল্লেখযোগ্যভাবে উন্নত করতে পারে।
সম্প্রতি, হীরাতে সিলিকন-খালি (SiV) কেন্দ্রগুলি ন্যানোস্কেল অঞ্চল জুড়ে তাপমাত্রার বৈচিত্র পরিমাপের জন্য একটি প্রতিশ্রুতিশীল হাতিয়ার হিসাবে আবির্ভূত হয়েছে। এই ত্রুটিগুলি তৈরি হয় যখন হীরার আণবিক জালিতে দুটি প্রতিবেশী কার্বন পরমাণু একটি সিলিকন পরমাণু দিয়ে প্রতিস্থাপিত হয়। যখন লেজার দিয়ে বিকিরণ করা হয়, তখন এই পরমাণুগুলি দৃশ্যমান বা কাছাকাছি-ইনফ্রারেড তরঙ্গদৈর্ঘ্যের একটি সংকীর্ণ পরিসরে উজ্জ্বলভাবে প্রতিপ্রভ হবে - যার শিখরগুলি হীরার আশেপাশের তাপমাত্রার সাথে রৈখিকভাবে স্থানান্তরিত হয়।
এই তরঙ্গদৈর্ঘ্যগুলি জৈবিক তদন্তের জন্য বিশেষভাবে উপযোগী কারণ তারা সূক্ষ্ম জীবন্ত কাঠামোর জন্য কোন হুমকি সৃষ্টি করে না। এর মানে হল যে যখন SiV কেন্দ্রগুলি ধারণকারী ন্যানোডিয়ামন্ডগুলি কোষে ইনজেকশন করা হয়, তখন তারা সাব-কেলভিন নির্ভুলতার সাথে তাদের অভ্যন্তরের মাইক্রোস্কোপিক তাপমাত্রার বৈচিত্রগুলি পরীক্ষা করতে পারে - জীববিজ্ঞানীদের ভিতরে ঘটছে জৈব রাসায়নিক বিক্রিয়াগুলি ঘনিষ্ঠভাবে অধ্যয়ন করার অনুমতি দেয়।
এখনও অবধি, SiV ন্যানোডিয়ামন্ডগুলি মূলত রাসায়নিক বাষ্প জমা সহ কৌশলগুলির মাধ্যমে উত্পাদিত হয়েছে এবং কঠিন কার্বনকে চরম তাপমাত্রা এবং চাপের সাথে সাবজেক্ট করে। আপাতত, যাইহোক, এই পদ্ধতিগুলি শুধুমাত্র ন্যানোডায়মন্ডগুলিকে মোটামুটি 200 এনএম আকারে তৈরি করতে পারে - এখনও সূক্ষ্ম সেলুলার কাঠামোর ক্ষতি করার জন্য যথেষ্ট বড়।
তাদের গবেষণায়, মিজুওচি এবং দল একটি বিকল্প পদ্ধতির বিকাশ করেছিল, যেখানে তারা প্রথমে বিস্ফোরকগুলির একটি সাবধানে নির্বাচিত মিশ্রণের সাথে সিলিকন মিশ্রিত করেছিল। একটি CO-তে মিশ্রণটি বিস্ফোরিত করার পরে2 বায়ুমণ্ডল, তারপরে তারা একটি বহু-পর্যায়ের প্রক্রিয়ায় বিস্ফোরণের পণ্যগুলিকে চিকিত্সা করে, যার মধ্যে অন্তর্ভুক্ত ছিল: একটি মিশ্র অ্যাসিড দিয়ে যে কোনও কাঁচ এবং ধাতব অমেধ্য অপসারণ করা; ডিওনাইজড জল দিয়ে পণ্যগুলিকে পাতলা করা এবং ধুয়ে ফেলা; এবং একটি বায়োকম্প্যাটিবল পলিমারের সাথে রয়ে যাওয়া ন্যানোডিয়ামন্ডগুলিকে আবরণ করে।
অবশেষে, গবেষকরা কোন বড় ন্যানোডিয়ামন্ড ফিল্টার করার জন্য একটি সেন্ট্রিফিউজ ব্যবহার করেছিলেন। শেষ ফলাফলটি ছিল অভিন্ন, গোলাকার SiV ন্যানোডিয়ামন্ডের একটি ব্যাচ যার গড় আকার প্রায় 20 এনএম: সবচেয়ে ছোট ন্যানোডায়মন্ডগুলি ফটোলুমিনেসেন্ট জালির ত্রুটিগুলি ব্যবহার করে থার্মোমেট্রি প্রদর্শন করতে ব্যবহৃত হয়েছিল। পরীক্ষার একটি সিরিজের মাধ্যমে, মিজুওচি এবং সহকর্মীরা তাদের ন্যানোডায়মন্ডের ফটোলুমিনেসেন্ট স্পেকট্রাতে 22 থেকে 45 ডিগ্রি সেলসিয়াসের তাপমাত্রায় স্পষ্ট রৈখিক পরিবর্তন লক্ষ্য করেছেন - বেশিরভাগ জীবন্ত সিস্টেমে পাওয়া বৈচিত্রগুলিকে অন্তর্ভুক্ত করে।
Nanodiamonds জীবন্ত কোষে তাপ পরিবাহিতা পরিমাপ করে
এই পদ্ধতির সাফল্য এখন সেলুলার অভ্যন্তরীণ থেকে আরও বিস্তারিত, অ-আক্রমণকারী থার্মোমেট্রির দরজা খুলেছে। এরপরে, দলটির লক্ষ্য প্রতিটি ন্যানোডিয়ামন্ডে SiV কেন্দ্রের সংখ্যা অপ্টিমাইজ করা, তাদের তাপীয় পরিবেশের প্রতি আরও সংবেদনশীল করে তোলা। এই উন্নতিগুলির সাথে, গবেষকরা আশা করেন যে এই কাঠামোগুলি অর্গানেলগুলি অধ্যয়ন করতে ব্যবহার করা যেতে পারে: কোষের এমনকি আরও ছোট এবং আরও সূক্ষ্ম সাবইউনিট, যা সমস্ত জীবন্ত প্রাণীর কার্যকারিতার জন্য অত্যাবশ্যক।
গবেষকরা তাদের ফলাফল বর্ণনা করেছেন কারবন.
