PerkinElmerICPMS助力癌癥早期診斷單細胞分析方法

在癌癥發病率逐年上升的今天，如何獲得癌癥等其他重大疾病的早期診斷正逐漸被科學家所關注，但由于分析方法的限制，過去的細胞研究往往只能以細胞群體為研究對象，探索細胞的生命活動。但是由于細胞之間存在差異，研究細胞群體往往會掩蓋這種差異。單細胞分析可以獲得細胞在微環境中準確的個體信息，對于研究細胞的信號傳導、生理病理和重大疾病的早期診斷具有十分重要的意義。

    中國科學院高能物理研究所多學科中心豐偉悅課題組王萌博士發展了基于電感耦合等離子體質譜（ICP-MS）技術的單細胞分析新方法，拓展了ICP-MS的應用范圍，豐富了單細胞研究的分析工具。研究人員利用噴墨打印技術得到的皮升量級的液滴作為單細胞定量的標準，使用激光燒蝕（Laser Ablation， ESI NWR 213）與ICP-MS（Perkin Elmer NexION 300D）聯用，成功實現了單細胞中金屬納米顆粒的原位定量分析。研究發現，濃度為100 nM金納米顆粒（30 nm, NIST RM 8012）暴露4h后，70個單細胞中的金元素含量呈對數正態分布，分別含有9-370個金納米顆粒，方法對金元素的定量限為2飛克。上述研究結果發表于美國化學會雜志Anal Chem（Anal. Chem., 2014, 86: 10252）。研究人員還利用時間分辨電感耦合等離子體質譜法完成了單細胞內必需微量元素的定量和分布模式研究。通過改進細胞樣品前處理方法和使用Perkin Elmer NexION 300D具有的動態反應池（DRC）技術，有效地降低了單細胞分析本底水平和多原子離子干擾，實現了單細胞內Fe, Cu, Zn, Mn, P, S等元素的定量分析，揭示了這些元素在單個正常細胞和癌細胞中分布模式。這些微量元素在單個正常細胞和癌細胞中不同的含量和分布模式將為癌細胞的檢測和識別提供很好的證據。相關研究結果發表在英國*化學會雜志Analyst上（Analyst, 2015,140: 523）。上述工作得到了科技部973計劃和國家自然科學基金支持。