High-speed single cell diagnosis by atomic force microscopy

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21H01787
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 29010:Applied physical properties-related
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: Okajima Takaharu 北海道大学, 情報科学研究院, 教授 (70280998)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 原子間力顕微鏡 / 細胞

Outline of Final Research Achievements

Atomic force microscopy (AFM)-methods have been studied to quantify and rapidly identify the progression of adherent cancer cells at the single-cell level. The high-speed single-cell rheology diagnosis technique has been developed by using AFM-cell rheology analysis and the Boltzmann's superposition principle. We also investigated application to disease cells other than cancer cells and multicellular population systems.

Free Research Field

生物物理学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

がん細胞を1細胞単位で診断する技術は、究極のがん早期発見技術と言っても過言ではない。近年、がん細胞の進行度と力学特性との関係性が指摘されている。本研究では、原子間力顕微鏡（AFM）を用いて、接着状態のがん細胞の進行度を1細胞単位で定量、且つ高速に同定する新手法を開発した。細胞レオロジー計測の高速化技術とボルツマンの重畳原理に基づく細胞レオロジー解析法の基礎技術および概念を利用し、高速な１細胞レオロジー診断技術を開発した。また、がん細胞以外の疾患細胞や多細胞集団系への適用を検討した。