Search4月1日，浙江大学基础交叉研究院交叉原创板块、化学系冯建东教授等在National Science Review期刊上发表了题为“Live cell quantum multiphysiology enabled by a manipulable single nanodiamond”的研究论文。细胞中的能量转换和信息传递通常伴随着局部微小物理场的变化。原位实时测量这些细胞局域物理场的变化是从微观水平揭示生物过程的重要目标。膜片钳技术实现了单细胞/亚细胞水平的微弱电流信号的测量。然而，细胞内的生命过程还涉及到如局部温度、局部ROS浓度、局部电磁场等多物理场信号的变化，对这些细胞多生理学信号进行精准测量仍然是一项巨大的挑战。本文开发了用于活细胞多生理学测量的“量子膜片钳”。这一技术的关键在于通过电学捕获技术将含有NV色心的单个纳米金刚石集成到玻璃纳米电极，使NV色心能够以三维纳米分辨率定位到活细胞中，可对细胞内任意位点多生理学信号进行测量。作者用这种量子膜片钳在对活细胞内的温度异质性进行了测量，并开发了时间分辨的测量方案，对细胞内自由基水平引起的局部电磁噪声变化进行了捕捉，观察到了一些准周期性振荡和信号波动现象，这些发现潜在反映了活细胞内的复杂生理过程。
细胞内多物理生理测量与电生理测量类比
原文链接：https://doi.org/10.1093/nsr/nwaf130
