Osaka City University araştırmacıları, uluslararası partnerleri ile işbirliği gerçekleştirerek, kuantum teknoloji temelli mikroskobik boyuttaki canlılarda gerçek zamanlı sıcaklık ölçümü yapabilen hassas ve son derece güvenilir termometreler üretilebileceğini başarı ile ortaya koydu. Canlı vücudunda ölçüm yapabilen teknoloji daha spesifik olarak aslında, sıcaklığa bağlı olan flüoresan nanokristallerin kuantum spin (kuantum dönü) özelliklerini tespit edebilme prensibine dayanıyor.

Tabiri caizse çığır açıcı olarak değerlendirilen bu teknoloji ile ilgili araştırma ve detayları Science Advances'ta yayımlandı. İlk anda aklımıza günümüzde kullandığımız eski veya dijital termometreler gelse de yeni teknoloji bir sıcaklık ölçerden çok bir mikroskop. Yani aslında görülebilir ışık tayfında çok küçük canlı ve yapıları büyütüp görülebilir hale getiren bir altyapı üzerine kurulu.. Günümüz modern laboratuvarlarında, flüoresan proteinlerin de keşfini takiben flüoresan mikroskopi dediğimiz ve artırılmış ışık okuma özelliği ile gözlemlenmek istenen bölgedeki proteinleri flüoresan ışık veren proteinlere bağlayıp bu işaretçiler yardımı ile görülebilir hale getirdiğimiz bir teknolojiyi de kullanmaktayız.

Bahsi geçen tipte flüoresan mikroskopi teknolojisindeki gelişmeler ile bir yapının canlı iken detaylı görüntülerini almak da mümkün hale geldi. Yine bu yolla elde edilen verilerden, uygun yazılımlar sayesinde pH (asidik dengesi), serbest radikal miktarı, ve hatta sıcaklık ölçümü de sağlanabiliyor.

Kuantum sensör teknolojisi, çok çabuk bozunabilen ve özellikleri değişen kuanyum mikroçevrelerin veya kuantum sistemlerin üst seviyede olan hassasiyetlerini bir anlamda kullanarak çevrelerindeki özellikleri tespit etmeye dayalı bir modern algılama teknolojisidir. Bu tekniğin termal biyolojideki uygulamaları ilk olarak kültür hücrelerinin iç sıcaklıklarını ölçmek üzere 2013 yılında gerçekleştirilmişti. Ancak bu teknoloji günümüze kadar, biyolojik bir takım süreçlerde ısı ve sıcaklığın etkili ve değişken olduğu dinamik canlı yapılarda kullanılmamıştı. 

Araştırmacılar bunu gerçekleştirebilmek için nanokristallerin yüzeyini istedikleri biçimde polimer yapılar ile dekore etti diyebiliriz ve bunları C. elegans olarak bildiğimiz minik nematodlara zerk etti. Böylelikle bu canlıların referans vücut sıcaklıklarını ölçebilmek hedeflendi. Canlı vücuduna hücum ettikleri anda, nanokristaller çok hızlı hareket etse de takımın geliştirdiği kuantum termometre algoritması başarılı bir şekilde izlerini sürmeyi başardı. Bulundukları yerde ateşölçer gibi verileri değerlendirilerek sıcaklık ölçümü de yapılabildi. 

Araştırmacılar bunun üzerine farmakolojik bir müdahale ile mitokondrileri uyardı ve lokal sıcaklığın yükselmesini sağladı. Teknoloji başarılı bir şekilde sıcaklık artışını gözlemleyebilirken araştırmacılar, canlı bir vücut içinde hem yüksek bir kesinlikle hem de verimli olarak kauntum teknoloji ile sıcaklık ölçebilmenin modern tıp uygulamalarında da çağı değiştirecek bir gelişme olduğunu belirtti. Böylelikle kuantum sensör teknolojisi biyoloji alanlarına direkt vizeyi almış oldu.