Applications of nanofiber needles to Raman-based optical analysis in single cells

2018 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 16K13646
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Research Field: Nanobioscience
• Research Institution: Osaka City University
• Principal Investigator: Fujiwara Masazumi 大阪市立大学, 大学院理学研究科, 講師 (30540190)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 湯川 博 名古屋大学, 未来社会創造機構, 特任准教授 (30634646)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: ナノ光ファイバ / 一細胞解析 / 再生医療

Outline of Final Research Achievements

Real-time single cell analysis is an important technological milestone that may enable diagnosing cancer or senescence of single stem cells in regenerative medicine. The project is aimed to develop such a single cell analysis in a remote-sensing style for cells in living organisms by using optical nanofibers. We fabricated needle-shape nanofibers by a newly developed hydrogen-oxygen micro torch to form arbitrary shapes of nanofibers. Nanofibers design was conducted by electromagnetic simulation. Raman characteristics and stem-cell function have been evaluated in the context of their integration into nanofiber-based single cell analysis.

Free Research Field

ナノ光バイオ

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究は、量子エレクトロニクス分野で開発してきたナノ光デバイスを、大胆にも幹細胞の
一細胞計測にまで応用しようとする挑戦的な目標を掲げている。ナノ光ファイバは超高効率蛍光検出ナノデバイスとして、既に理論・実験両面でその詳細な動作特性が明らかとなっており、これをニードル化する事に成功した点で、新しいバイオ分析コンセプトを提供している。また幹細胞移植治療でのリモートセンシングを念頭に、再生因子への影響などを解明した点で、バイオ医療応用への方向性を示した点で、将来の分析ツールとして期待される。