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單細(xì)胞代謝組分析有了新技術(shù)
近日，中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所研究員許國(guó)旺、副研究員胡春秀和副研究員石先哲等在單細(xì)胞代謝組分析新技術(shù)研究中取得新進(jìn)展，研發(fā)了同軸納升電噴霧電離-大氣壓化學(xué)電離復(fù)合電離源（concentric nanoESI-APCI hybrid source），提高了細(xì)胞中低豐度、低電離效率和弱極性代謝物的檢測(cè)能力，實(shí)現(xiàn)了單細(xì)胞代謝組的高覆蓋、高靈敏分析。相關(guān)成果發(fā)表于《先進(jìn)科學(xué)》。
細(xì)胞存在異質(zhì)性，傳統(tǒng)的群體細(xì)胞研究會(huì)掩蓋個(gè)體的差異，開展單細(xì)胞研究對(duì)真實(shí)反映各個(gè)細(xì)胞在生理病理過程中發(fā)揮的作用意義重大。然而，單細(xì)胞中代謝物組分復(fù)雜、含量較低且缺乏放大技術(shù)，單一的電離技術(shù)很難實(shí)現(xiàn)代謝組的高覆蓋，亟待發(fā)展高覆蓋、高靈敏的新技術(shù)。
本工作中，研究團(tuán)隊(duì)將nanoESI和APCI的電離機(jī)理整合，設(shè)計(jì)了同軸nanoESI-APCI復(fù)合電離源，相較于nanoESI單一模式，其信噪比提升了約5倍，最低檢測(cè)限提升了1個(gè)數(shù)量級(jí)，實(shí)現(xiàn)了單細(xì)胞中極性和非極性代謝物的同時(shí)電離，可從單個(gè)哺乳動(dòng)物細(xì)胞中鑒定出254種代謝物，比nanoESI單一模式多82種。復(fù)合電離源示范性地應(yīng)用于營(yíng)養(yǎng)限制誘導(dǎo)的細(xì)胞代謝紊亂研究，揭示了腫瘤細(xì)胞在應(yīng)對(duì)營(yíng)養(yǎng)壓力時(shí)的復(fù)雜代謝調(diào)控。隨后，團(tuán)隊(duì)利用該復(fù)合電離源結(jié)合激光捕獲顯微切割，發(fā)現(xiàn)了代謝物在腫瘤微環(huán)境中的空間分布，證明該方法可用于單細(xì)胞水平的空間分辨腫瘤代謝異質(zhì)性研究。
此外，該復(fù)合電離源也適合于其他稀有細(xì)胞的代謝組學(xué)研究，為深入了解單個(gè)細(xì)胞對(duì)生理病理的作用提供了新的研究工具。
相關(guān)論文信息：https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38359005/
