В связи с расширением использования атомно-силовой микроскопии (АСМ) в медико-биологической науке актуальным становится нахождение параметров, количественно характеризующих распределение значений различных свойств поверхности клеток на наномасштабном уровне. Целью исследования являлось выявление особенностей поведения параметров шероховатости (Rq) и фрактальной размерности (DF), оцененных для АСМ-изображений поверхности фиксированных глутаровым альдегидом эпителиальных клеток карциномы молочной железы MCF-7 при изменении разрешения изображения, размеров области сканирования и участков поверхности клеток. Показано, что величина DF АСМ-карт ограничена минимально достижимым шагом сканирования. Совместный анализ Rq и DF АСМ-изображений выявил различие возможностей этих параметров и преимущество использования параметра зависимости DFот коэффициента масштабирования по оси Z (DF=f(t)) для характеристики тонкой структуры распределения значений локальных параметров карт топографии и механических свойств по поверхности клетки. Применяя зависимость DF=f(t) к АСМ-изображениям, можно количественно охарактеризовать различные по структурным свойствам части клетки (лидирующий край, центр с ядром и переходная область).
Due to the wide application of atomic force microscopy (AFM) in medical and biological sciences, the finding of parameters qualitatively characterizing the distribution of the values of various cell surface properties at the nanoscale level is becoming topical. The aim of the study was to reveal the features of the behavior of the parameters of roughness (Rq) and fractal dimension (DF) assessed for AFM images of the surface of glutaraldehyde-fixed breast carcinoma cells (MCF-7 cells) with changing of the image resolution, the scanning area size, and the regions of the cells. It has been proved that the value of DF for AFM images is limited by the minimal achieved scanning step. The mutual analysis of Rq and DF of AFM images has revealed some difference in the prospects of these parameters and the advantage of the application of the parameter DF=f(t) (dependence of the fractal dimension on the scale coefficient along the axis Z) to characterize the fine structure of the spatial distribution of the local topographic parameters and parameters of mechanical properties on the cell surface. The application of the dependence of the parameter DF =f(t) on AFM images, makes it possible to quantitatively characterize the different cell regions (the leading edge, central area over the nucleus, transitional (middle) area).
The authors declare that there are no conflicts of interest present.