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High-throughput label-free cancer cell detection with a deep-UV hyperspectral imaging microscope

Research Project

Project/Area Number 20H04517
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Review Section Basic Section 90110:Biomedical engineering-related
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

Kumamoto Yasuaki  大阪大学, 大学院工学研究科, 助教 (30611727)

Project Period (FY) 2020-04-01 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥15,860,000 (Direct Cost: ¥12,200,000、Indirect Cost: ¥3,660,000)
Fiscal Year 2022: ¥5,070,000 (Direct Cost: ¥3,900,000、Indirect Cost: ¥1,170,000)
Fiscal Year 2021: ¥5,070,000 (Direct Cost: ¥3,900,000、Indirect Cost: ¥1,170,000)
Fiscal Year 2020: ¥5,720,000 (Direct Cost: ¥4,400,000、Indirect Cost: ¥1,320,000)
Keywords深紫外光 / イメージング / 細胞診 / スペクトル解析 / 画像解析 / 深紫外分光
Outline of Research at the Start

癌は日本人男女の死亡要因1位であるが、早期発見された場合の予後は良好である。癌の早期発見に欠かせないのが細胞診である。本研究では細胞の分子を簡便かつ素早く観察できる顕微鏡技術とその観察データからがん細胞を精度よく検出するデータ解析法とを開発する。この方法は将来、癌検査受診者にかかる心身の負担を軽減するだけでなく、手作業によりおこなわれている細胞診から病理医および臨床検査技師を解放する。

Outline of Final Research Achievements

The prognosis for cancer patients is good when cancer is detected at an early stage. Cytological diagnosis is an effective way for early detection of cancer, but existing cytological diagnosis requires staining and other pretreatment. In this study, we conducted research and development of a deep ultraviolet spectroscopic imaging microscope to rapidly detect cancer cells without staining or other pretreatment. After examining various spectroscopic measurement methods, we developed a high-speed deep-ultraviolet hyperspectral absorbance imaging technique with a spatial resolution of 1 micrometer and a wavelength resolution of 1 nm in a 1 mm field of view. Using the developed technology, we measured cultured cancer cells and confirmed that cell analysis can be performed in the throughput of 0.1 second per cell.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

深紫外分光情報の空間分布をつかった細胞の高スループット測定および分析は報告されていない。ラマン顕微鏡に代表される非染色分子イメージング技術は、医療現場における診断支援や創薬産業における迅速スクリーニングなどにおいて注目されている。深紫外分光イメージングは、ラマン顕微鏡に比べて得られる情報は少ないが、特に広視野撮像における速度と光学系の簡便性・コストにおいて優れており、用途によっては今後実用的な活用が期待される。医療診断を簡素化、迅速化、高確度化を支援する技術の実現により、国民の健康維持に貢献し、国民のウェル・ビーイングの実現をサポートする。

Report

(4 results)
  • 2022 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2021 Annual Research Report
  • 2020 Annual Research Report
  • Research Products

    (14 results)

All 2022 2021 2020

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (10 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 10 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] 深紫外分光分析による生体分子イメージング2020

    • Author(s)
      熊本康昭
    • Journal Title

      ぶんせき

      Volume: 10 Pages: 376-377

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 医用分光イメージングと分解能2020

    • Author(s)
      藤田克昌,熊本康昭,畔堂一樹
    • Journal Title

      分光研究

      Volume: 69-5 Pages: 165-180

    • NAID

      40022458178

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 深紫外分光技術によるバイオメディカルイメージング2020

    • Author(s)
      熊本康昭
    • Journal Title

      分光研究

      Volume: 69-6 Pages: 191-203

    • NAID

      40022491584

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 深紫外光により生体を診る2022

    • Author(s)
      熊本康昭
    • Organizer
      日本学術会議公開シンポジウム「2022年国際光デー記念シンポジウム~中堅・若手研究者が語る光科学技術の未来~」
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 低侵襲医療をサポートするスマートラマン分光学会の開発2022

    • Author(s)
      熊本康昭
    • Organizer
      JST共創の場形成支援プログラム大阪大学フォトニクス生命工学研究開発拠点キックオフシンポジウム異分野融合型研究開発推進支援事業シンポジウム~ひとりひとりが健やかに輝く、いのちに優しいフォトニクス社会~
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      2022 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 体をみるフォトニクス技術2022

    • Author(s)
      熊本康昭
    • Organizer
      大阪大学大学院工学研究科附属フォトニクスセンター第60回コロキウム
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 深紫外ラマン分光法の最前線2022

    • Author(s)
      熊本康昭
    • Organizer
      日本分光学会 秋期セミナー『ラマン分光法の基礎と応用』
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 体を診るフォトニクス計測2022

    • Author(s)
      熊本 康昭
    • Organizer
      大阪大学大学院工学研究科テクノアリーナ フォトニクス・センシング工学グループ 第1回交流フォーラム
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 深紫外励起蛍光イメージングによる癌リンパ節転移の迅速検出2021

    • Author(s)
      熊本 康昭
    • Organizer
      日本電気学会受賞講演会
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      2021 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 紫外線を照射し癌を見つけ出す2021

    • Author(s)
      熊本 康昭
    • Organizer
      日本組織細胞化学会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 医療現場で使える分光イメージング技術をつくる2021

    • Author(s)
      熊本 康昭
    • Organizer
      日本分光学会年次講演会
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      2021 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Biomolecular imaging by lanthanide ions by deep-UV microscopy2021

    • Author(s)
      Yasuaki Kumamoto
    • Organizer
      Pacifichem 2021
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 深紫外生体医用分光イメージング分析法の開発2020

    • Author(s)
      熊本康昭
    • Organizer
      2020年度 日本分光学会年次講演会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Invited
  • [Book] Biophotonics, Tryptophan, and Disease2021

    • Author(s)
      R. R. Alfano, M. S. AlSalhi, H. Altan, P. Aruna, M. Atif, G. Benaim, E. Borisova, G. Cao, Y. T. Cheung, L. Cruz-Saavedra, C. de Paula D'Almeida, S. Devanesan, G. Einstein, K. Farhat, D. Gakamsky, S. Ganesan, M. R. Garcia, T. Genova, J. D. R. Gonzalez, O. Gurel, A. Iriz, Y. Kumamoto, et al.
    • Total Pages
      222
    • Publisher
      Academic Press
    • ISBN
      9780128227909
    • Related Report
      2021 Annual Research Report

URL: 

Published: 2020-04-28   Modified: 2024-01-30  

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