Biokompatible kvantesensorer kan se ind i levende celler

Forskere fra National Institute for Quantum Science and Technology, University of Tokyo og Kyushu University har udviklet en ny type biokompatible kvantesensorer, der kan arbejde direkte inde i levende celler. Perspektivet er ret håndgribeligt: Hvis forskere kan måle temperatur, kemiske reaktioner og stresssignaler inde i celler med ekstrem præcision, kan fremtidens medicin blive langt bedre til at opdage, forstå og behandle sygdom.

De nye sensorer kaldes Molecular Quantum Nanosensors – eller MoQNs – og de er små nok til at komme ind i levende celler uden at ødelægge dem. Her kan de måle temperatur med meget høj præcision og samtidig registrere kemiske signaler, der kan afsløre, hvordan cellen har det.

Kan se varme pletter i cellens kerne

Tidligere har forskere blandt andet brugt nanodiamanter som kvantesensorer. Problemet er, at de ikke er helt ens. Små forskelle i materialet kan give støj og gøre målingerne mindre præcise. De nye MoQN-sensorer er derimod bygget op på molekylært niveau, så de opfører sig mere ensartet. Det betyder, at forskerne kan få mere stabile og sammenlignelige målinger.

I forsøg med levende kræftceller kunne sensorerne blandt andet vise, at celler kan være varmere end deres omgivelser. Endnu mere opsigtsvækkende kunne forskerne kortlægge temperaturforskelle inde i selve cellekernen. Det betyder, at forskellige områder omkring cellens DNA kan have forskellige temperaturer. Det kan få betydning for forståelsen af, hvordan gener, kemiske reaktioner og sygdomsprocesser påvirkes af varme på mikroskopisk niveau.

AI kan få bedre data om kroppen

Teknologien lander ikke i den lokale lægepraksis i morgen. Men retningen er vigtig. Moderne medicin bevæger sig mod mere præcis, datadrevet behandling. Her kan kunstig intelligens kun blive så god som de data, den bliver fodret med. Hvis forskere kan måle cellers indre liv langt mere præcist end i dag, får AI-systemer et bedre grundlag for at finde mønstre, opdage sygdomstegn og forstå, hvorfor behandlinger virker på nogle patienter, men ikke på andre.

Sensorerne kan også registrere såkaldt oxidativt stress – altså kemisk stress i celler, som kan spille en rolle i blandt andet aldring, inflammation og sygdomsudvikling.

– Denne forskning viser, at MoQNs kan fungere direkte inde i levende celler og samtidig bevare den præcision, der er nødvendig for absolut temperaturmåling, siger Dr. Ishiwata, leder af Quantum Bioengineering Team hos QST.

Et skridt mod mere præcis medicin

De nye kvantesensorer er ifølge forskerne både sikre for levende væv, nemme at tilpasse og stabile nok til at fungere i realistiske biologiske miljøer. Det gør dem til mere end endnu et laboratorietrick. På længere sigt kan teknologien blive et værktøj til at følge sygdomsprocesser helt nede på celleniveau – og måske give både læger og AI-systemer et langt mere detaljeret kort over, hvad der sker i kroppen.

Studiet er offentliggjort i tidsskriftet Science Advances den 29. april 2026.

Biokompatible kvantesensorer kan se ind i levende celler