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甲状腺激素对神经干细胞温度的影响2022-12-13 08:52:41

1821年, 物理学家托马斯·塞贝克发现,当两种不同金属的两端连接形成电路时,两种金属连接端的温差会在电路中产生电流。塞贝克效应是指两种金属形成的电路中的热电势与接触点的温差成正比,其比值称为塞贝克系数.热电偶温度传感器通过检测两个导体产生的塞贝克效应来转换温度.本课题组一直关注细胞温度信息测量技术的发展,并开发了基于热电偶、热电阻原理的传感器用于细胞测温.2011年,我们报道了一种夹层结构的微型热电偶探针,该探针由钨(W)衬底、聚氨酯(PU)绝缘层和铂(Pt)膜组成。该探针足够小,可以插入细胞中,并在校准后具有高灵敏度, 塞贝克系数从4.6到10.2μV/℃(从0到90℃).通过对热电偶的标定, 发现当铂膜厚度达到100nm时, 探针的温度热电曲线与宏观热电偶的温度热电曲线高度一致,在厚度小于100nm时,塞贝克系数出现下降. 我们通过微操作系统控制热电偶探针插入U251细胞, 观察到在喜树碱的作用下细胞温度显著升高, 使用微纳探针在细胞内观察到药物刺激产生温度变化。

在另一项工作中,我们使用热电偶探针研究了MLE-12细胞在不同药物炎症模型中的温度曲线,发现在不同的药物刺激下,温度曲线表现出不同的特征。热电偶探针的尖端形貌影响着温度检测性能, 塞贝克系数随着热电偶尺寸的减小而减小, 微纳探针的一致性始终是一个挑战。我们研究了几种具有不同外观或可控轮廓的扫描探针显微镜尖端的制造方法,通过将软件反馈回路与硬件反馈回路相结合,提出了一种灵活且通用的控制方法,实现了可控形貌的热电偶探针批量生产。
 
另一方面,本课题组基于热电阻式温度传感器设计了多细胞温度测量方法。我们选用铂电阻作为温度传感器,它是一种常见的标准温度参考传感器, 在较大的温度范围内可以保持电阻和温度之间的函数关系高度拟合,并且具有较高的可重复性,可以在长时间内保持低温度漂移. 我们准备了一套测量系统,其中传感器和检测电路均可放置在细胞培养箱中用以维持细胞正常生长所需的环境, 温度数据通过蓝牙模块实时传输到电脑上.这种在维持细胞正常生长状态下测量温度的方法可能会在药物研究中更有意义. 基于此系统我们研究了甲状腺激素对神经干细胞温度的影响,并探究了中医寒热理论和细胞温度响应之间的关联。
 
出自《细胞生物信息学及技术》作者顾宁,王方旭,李艳。