Science：第一张单个红细胞热图

熵通常与无序和混乱联系在一起，但在生物学中，它与能量效率有关，并与代谢密切相关，代谢是维持生命的一系列化学反应。由巴塞罗那大学和帕多瓦大学领导的一个国际研究小组，在G?ttingen大学、马德里康普顿斯大学和弗朗西斯科·德·维多利亚大学的参与下，现在已经开发出一种新的方法来测量纳米尺度上的熵产，也就是十亿分之一米。这种新方法使科学家们能够测量单个红细胞的热流，即熵产率。这项研究发表在《科学》杂志上。

　　

熵通常与无序和混乱联系在一起，但在生物学中，它与能量效率有关，并与代谢密切相关，代谢是维持生命的一系列化学反应。

由巴塞罗那大学和帕多瓦大学领导的一个国际研究小组，现在已经开发出一种新的方法，用于测量纳米级（即十亿分之一米）的熵产生。这种新方法使科学家们能够测量单个红细胞的热流，即熵产生率（entropy production rate）。这项研究发表在《科学》杂志上。 

研究人员使用了一种新的方法来测量红血球内活跃代谢力的热流，通过简单地观察红血球膜的连续和不稳定波动来量化熵的增加。为了确保这种方法有效，研究人员还创造了更复杂的方法，将微米大小的小颗粒粘在膜上，不仅可以用来测量膜的波动，还可以应用光照射颗粒所产生的微小力。这种胶体颗粒——悬浮在流体中的小固体颗粒，可以被视为测量和操纵活细胞膜运动的一种极好的方法。

为了使用实际的红细胞进行计算，研究人员使用了基于膜的直接光学操作的实验方法，以及光学传感和超快速实时成像显微镜。研究人员通过进行灵敏而精确的实验做出了贡献：“我们开发了一个实验，利用光子（我们指的是光线）轻柔地按住细胞，使微妙的热通量不受光线干扰，但仍足以测量其影响，”生物物理研究所的Timo Betz教授说。 

巴塞罗那大学纳米科学和纳米技术研究所的首席研究员Felix Ritort教授解释说:“热量是细胞健康的一种症状，这一发现可能为确定组织健康开辟了新的方法。”

他补充说:“描述生命系统中的熵产对于理解能量转换过程的效率至关重要。” 

人们对测量物理和生物系统中的熵产生非常感兴趣，因为它们与许多其他系统相关。“这一突破对我们理解生命系统中的代谢和能量运输有着深远的影响，此外，这些发现可能对健康和医学的应用有用，或者指导开发新的智能材料的方法，这种材料利用受控的熵产出率来对微小的外部刺激产生反应。”