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Nano Letters:科学家使用分形几何技术可将癌细胞和健康细胞轻松区分

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来源:生物谷 2013-12-08 23:43

马普研究所等处的研究者通过研究发现,细胞可以使用分形几何的数学“技术”来非常精确地表现出自身的特性。

马普研究所的研究者通过研究发现,细胞可以使用分形几何的数学“技术”来非常精确地表现出自身的特性。

Credit: MPI for Intelligent Systems

2013年12月8日 讯 /生物谷BIOON/ --近日,刊登在国际杂志Nano Letters上的一篇研究论文中,来自马普研究所等处的研究者通过研究发现,细胞可以使用分形几何的数学“技术”来非常精确地表现出自身的特性。

相比健康细胞来讲,癌细胞通常并不能调节细胞自身的生长,其可以利用分形几何的技术来表现自身的特性,因此分形几何也就成为了癌细胞的新型标志;使用数学技术结合复杂的成像识别技术,研究者就可以在细胞中建立癌症的发展过程。

文中研究者在不同肿瘤细胞的表面研究了其结构细节的分布情况,相比使用传统的免疫方法,使用新型技术可以更加精确地鉴别出癌细胞,而且还可以将不同的肿瘤细胞进行区分。研究者Joachim Spatz教授表示,目前我们使用分形几何的方法发现了鉴别肿瘤细胞和健康细胞的方法,文中我们通过放大人类胰腺癌细胞的轮廓并对其物理不规则性进行分析,随后计算其分形维数,分形维数是测量不规则形的分布情况。

使用分形几何技术,研究者就可以更加有效快速地鉴别出癌症细胞,而且也可以在显微镜下对细胞进行观察分析。Spatz说道,对细胞表面分形几何的分析就为我们进行临床诊断提供了希望和基础;目前研究者正在使用这项技术来调查可行性的临床诊断技术,研究者通过对不同的癌细胞系及原代细胞系的研究,下一步将联合医生一起研究,来使用组织样品来检测这种新型技术的可靠性和效率。(生物谷Bioon.com)

Marker-Free Phenotyping of Tumor Cells by Fractal Analysis of Reflection Interference Contrast Microscopy Images

Katharina Klein , Timo Maier , Vera C. Hirschfeld-Warneken , and Joachim P. Spatz *

Phenotyping of tumor cells by marker-free quantification is important for cancer diagnostics. For the first time, fractal analysis of reflection interference contrast microscopy images of single living cells was employed as a new method to distinguish between different nanoscopic membrane features of tumor cells. Since tumor progression correlates with a higher degree of chaos within the cell, it can be quantified mathematically by fractality. Our results show a high accuracy in identifying malignant cells with a failure chance of 3%, which is far better than today’s applied methods.

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