Znajdź zawartość

Jak zmierzyć temperaturę wewnątrz komórek, które są tak małe, że na główce szpilki zmieściłoby się ich aż 60 tysięcy? Zastosować nanotermometry w postaci kropek kwantowych. Haw Yang z Princeton University i Liwei Lin z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Berkeley opowiedzieli o swoich osiągnięciach na konferencji Amerykańskiego Towarzystwa Chemicznego. Zastosowaliśmy nanotermometry. Są to kropki kwantowe, czyli półprzewodnikowe kryształy wystarczająco małe, by dostać się do pojedynczej komórki, gdzie zmieniają barwę pod wpływem zmiany temperatury. Wykorzystaliśmy kropki kwantowe kadmu i selenu, które emitują odpowiadające temperaturze światło o różnym kolorze (fale o różnej długości). Dzięki naszym przyrządom odnotowujemy zmiany barw – wyjaśnia Yang. Naukowcy podkreślają, że o tym, co dzieje się we wnętrzu komórek, wiemy zadziwiająco mało. Tymczasem kiedy ktoś myśli o chemii, temperatura jest jednym z najważniejszych czynników fizycznych, które mogą się zmienić pod wpływem reakcji chemicznej. Panowie postanowili uzupełnić luki w wiedzy i zmierzyć temperaturę życia (i śmierci). Specjaliści od jakiegoś już czasu podejrzewali, że temperatura wewnątrz komórek jest zmienna. Powodów należy upatrywać choćby w przebiegających nieustannie reakcjach biochemicznych. W wyniku części z nich powstają energia i ciepło. Ponieważ niektóre komórki są bardziej aktywne od innych, niezużyta energia jest rozpraszana jako ciepło. Gorętsze bywają także pewne rejony komórek. Yang i Lin wskazują na okolice w pobliżu centrów energetycznych – mitochondriów. Amerykanie zorientowali się, że tak właśnie jest, wprowadzając kropki kwantowe do hodowanych w laboratorium mysich komórek. Między poszczególnymi częściami komórek odkryli różnice rzędu kilku stopni Fahrenheita: niektóre były chłodniejsze, a niektóre cieplejsze od reszty. Na razie pomiary dokonywane za pomocą nanotermometrów nie są na tyle dokładne, by podać konkretne wartości liczbowe. Yang tłumaczy, że zmiany temperatury komórek wpływają na cały organizm, np. na stan zdrowia. Wzrost temperatury wewnątrz komórki może przecież oddziaływać na funkcjonowanie DNA, a więc genów, a także różnego rodzaju białek. Przy zbyt wysokich temperaturach niektóre proteiny ulegają denaturacji. Biolog z Princeton University podejrzewa nawet, że komórki wykorzystują zmiany temperatury do komunikacji.

Samochody z wyciszonym wnętrzem dają kierowcy fałszywe poczucie bezpieczeństwa. Mark Horswill i Annaliese Plooy z Uniwersytetu w Queensland zauważyli, że w takich okolicznościach ludzie sądzą, że jadą wolniej niż w rzeczywistości (Perception). Tworzenie jak najcichszych aut jako główna zasada projektowania motoryzacyjnego to de facto prawdziwe zagrożenie dla bezpieczeństwa ruchu – przekonuje Horswill. Australijczyk wyjaśnia, że inżynierowie i producenci starają się zmniejszać natężenie hałasu wewnątrz samochodu, ponieważ wychodzą z założenia, że rozprasza on kierowcę, zaburza odbiór muzyki czy przeszkadza pasażerom w oglądaniu filmu. W ten sposób systematycznie eliminuje się wskazówki, na podstawie których ludzie oceniają rozwijaną prędkość. Przez to zaczynają się czuć bezpieczniej i mają wrażenie poruszania się z mniejszą szybkością. Ale samo zagrożenie, oczywiście, nie znika. Badacze z Queensland pokazywali ochotnikom dwa nagrania. Ich zadanie polegało na ocenie prędkości. W jednej sytuacji słychać było rzeczywisty hałas, w drugim przypadku jego natężenie zmniejszono o 5 decybeli. Pierwszy scenariusz odpowiadał jeździe niewyciszonym samochodem, w którym otwarto okna, a drugi to przejażdżka dobrym wozem z zamkniętymi oknami. Kiedy hałas w aucie jest mniejszy, ludzie sądzą, że jadą o jakieś 5 km na godzinę wolniej. Horswill opowiada, że wpadł na pomysł eksperymentu po jeździe luksusowym autem, które wypożyczono kiedyś jego zespołowi badawczemu. Bardzo szybko przekroczyli wtedy dozwoloną prędkość, w dodatku w ogóle o tym nie wiedząc, bo w środku było naprawdę przyjemnie, a ruch prawie niedostrzegalny. Opisane rezultaty potwierdzają wyniki wcześniejszych badań. W przeszłości Horswill przedstawiał ludziom nagrania sytuacji jazdy samochodem z punktu widzenia kierowcy. Manipulowano dźwiękami słyszanymi wewnątrz, raz je przyciszając, raz podgłaśniając. Ochotników pytano, czy pojechaliby szybciej, czy wolniej od sfilmowanego kierowcy. Jak łatwo się domyślić, gdy dźwięki wyciszano, ludzie chcieli jechać prędzej, a gdy podgłaśniano, wybierali mniejszą prędkość.