امروزه با توجه به پیشرفت‌های حاصل شده در زمینه نانوبیوتکنولوژی، در مواردی که روش‌های سنتی اندازه‌گیری دما کارایی چندانی ندارند، سنجش دقیق دما یک امر ضروری است. در این طرح، هدف طراحی و ساخت یک نانودماسنج فلوئورسانی مبتنی بر سه نوع مختلف تک رشته نشاندارشده DNA با ساختار سنجاق سر (فانوس دریایی مولکولی، MB) نشانده شده روی نانوذرات طلا می‌باشد. این نانودماسنج جهت اندازه‌گیری دامنه گسترده‌ای از دما که مناسب برای میکرو ابزارها و همچنین سیستم‌های بیولوژیکی است کاربرد دارد.

در طراحی نانودماسنج معرفی شده، از خاصیت وابستگی دمای ذوب (T_m) فانوس‌های دریایی (MB) به طول و نوع توالی (ساقه و لوپ)، بهره گرفته شده است. T_m به عنوان معیاری از پایداری MBها به دمایی اطلاق می‌شود که در آن، نیمی از MBها باز شده باشند. در این نانودماسنج، از سه MB متفاوت از لحاظ پایداری حرارتی (T_m1<T_m2<T_m3) که از سمت '5 با سه فلوروفور مختلف نشاندار شده‌اند، به‌عنوان عناصر حس‌کننده دما استفاده شده است. ناپایدارترین MB( MB با کوچک‌ترین Tm) که دارای نقطه ذوبی در حدود 22 درجه سانتیگراد است، با فلوروفور FAM نشاندار شده و نشر فلوئورسانی در ناحیه سبز دارد (oligoF). به ترتیب دومین و سومین MB دارای نقاط ذوبی در حدود 38 و 48 درجه سانتیگراد هستند و با فلوروفورهای تگزاس رد (TR) و ATTO نشاندار شده‌اند؛ لذا نشر فلوئورسانی در ناحیه قرمز (oligoTR) و آبی (oligoA) دارند. هر سه MB توسط یک اتصال‌دهنده گوگردی به سطح نانوذرات طلای 13 نانومتری متصل می‌شوند. نانوذرات طلا هم بعنوان حمل‌کننده تعداد زیادی MB و هم بعنوان یک فرونشان‌کننده واحد برای هر سه فلوروفور عمل می‌کند. اساس عملکردی نانودماسنج پیشنهادی، به گونه‌ای است که در دماهای پایین، MBها بصورت فرم بسته هستند (ساختار سنجاق سر) و هر سه فلوروفور، نزدیک به سطح نانو ذرات طلا قرار دارند؛ در نتیجه با توجه به دو فرایند انتقال انرژی رزونانسی فلوئورسانی (FRET) و انتقال انرژی سطح نانو فلزی (NSET)، نشر فلوئورسانی آن‌ها در حدود صفر است و به اصطلاح خاموش شده‌اند. با افزایش تدریجی دما، MBها بترتیب و با توجه به T_mشان، یکی یکی شروع به باز شدن می‌کنند (پیوندهای هیدروژنی ساقه شروع به شکسته شدن می‌کنند) و در نتیجه، فاصله گرفتن فلوروفورهای اتصالی آن‌ها از سطح نانوذرات طلا، نشر فلوئورسانی آن‌ها افزایش مییابد. بدین معنی که در دماهای کم (6 درجه سانتیگراد)، هر سه نشر فلوئورسانی نزدیک به صفر است، بطوری‌که در این دما، رنگ  غالب یک محلول، شامل چنین پروبی، دیده شده در میکروسکوپ فلوئورسانی، سیاه است. در دمای بین 30 - 15 درجه سانتیگراد، بیشترین تغییرات برای نشر فلوئورسانی oligoF اتفاق می‌افتد و تغییر قابل توجهی در نشر فلوئورسانسی دو MB دیگر اتفاق نمی‌افتد و رنگ غالب محلول در میکروسکوپ فلوئورسانسی، به سبز متمایل  است. در دمای بین 45 - 30 درجه سانتیگراد، بیشترین تغییرات مربوط به نشر فلوئورسانسی oligoTR است و رنگ محلول با توجه به شدت بیشتر TR نسبت به FAM، به قرمز گرایش پیدا می‌کند. در نهایت، در فاصله دمایی بین 55 - 40 درجه سانتیگراد، بیشترین تغییرات مربوط به نشر فلوئورسانسی oligoA است و رنگ محلول به سمت صورتی متمایل می‌شود. به منظور اینکه بیشترین تغییرات در نشر فلوئورسانسی MBها در هنگام باز شدن مشاهده شود، از MBهایی با طول بلند ولی نقطه ذوب پایین در حدود (40 - 30 درجه سانتیگراد) استفاده شده است، نانودماسنج پیشنهادی و ساخته شده در این پروژه، دارای مزیت تفکیک دمایی زیر ۰/۵ درجه سانتیگراد در دامنه وسیعی از دما ( 60 - 15 درجه سانتیگراد) است.

کاربردها:

•  تشخیص و درمان سرطان
• میکرو چیپ‌های آزمایشگاهی و تحقیقاتی

 مزایا:

• امکان تغییر دامنه پاسخ به تناسب نوع کاربرد با استفاده از MBها
• امکان تغییر نوع فلوروفورهای مورد استفاده برای نشاندار کردن
• زیست‌سازگار، قابل استفاده در سیستم‌های بیولوژیکی
• تکرارپذیر و پاسخ‌دهی سریع بدلیل خاصیت فلوئورسانی
• خاصیت چندرنگی بودن نانودماسنج
• قابلیت تفکیک دمایی زیر 5/0 درجه سانتیگراد در دامنه وسیعی از دما (60-15 درجه سانتیگراد)
• قابلیت تولید سریع و آسان