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单细胞分析“显神通” 质谱技术探幽入微

细胞是构成除了病毒以外所有生物体结构和功能的基本单位，机体的每一项生命活动都无法脱离细胞而单独进行。因此，细胞的深入研究对生物体生命规律分析、活动特征分析及战胜疾病等有非常重要的意义。近年来随着科学技术的进步，细胞研究已经成为生物医药发展的重点方向。

近日，中国科学院微生物研究所发布了一则关于微生物分析研究的新消息，中国科学院微生物研究所杜文斌研究组和黄力研究组共同开发了一种新型的微流控界面纳升注射技术，可以将生物化学反应微缩在一个纳升体积的油包水微液滴体系中完成。这一技术在单细胞研究中的高精密度样品试剂配置、单细胞分选以及基因表达等分析方面具有重要贡献。

单细胞分析是分析化学、生物学和医学之间渗透发展形成的跨学科研究领域，它能够提供细胞内物质和生化反应的准确信息，也可以反应出细胞功能与其所含化学物质间的关系及其某些细胞的特定功能，因此单细胞分析技术的突破对于医疗事业的发展具有重要意义。

从上世纪五六十年代至今，单细胞分析技术发展突飞猛进，然而在如何降低单细胞分析成本、提高分析可靠性和效率等方面仍然面临较大难度。一般来说，哺乳动物细胞体积较小，所测组分的含量也相对较低，因此一些关键成分的检测分析变得非常困难。而且，大部分细胞分析为了方便后续对于细胞组分及其活性的追踪观测，都要求分析细胞保持活性，而这一难题也暂时还未被攻破。所以就目前的科学技术的发展来看，单细胞的分析过程并不理想。

质谱分是单细胞分析过程中运用广泛的技术之一，它可以提供细胞内化合物结构的信息。首先可以通过溶胞和微萃取技术将胞内物质提取分离，再运用质谱仪联用仪进行分析，而且在对单细胞进行成像分析方面，通过质谱仪检测分析，可以再现单细胞化学组成的空间分布。

流式细胞术也是单细胞分析的重要技术，通过流式细胞分析，可以快速得到单细胞的相关理化参数及含量。流式细胞仪通常采用荧光检测利用多色荧光技术可实现高精度检测，在细胞分选的基础上对单个细胞进行分析。目前基于流式细胞术的单细胞分析技术已经得到了广泛的应用，例如急性白血病单细胞水平的磷酸蛋白检测。

物理、化学、医疗等相关学科的技术突破也能够帮助单细胞分析技术快速发展，随着科学研究的逐步发展，精度高、速度快、结果准确等优势成为单细胞分析技术的基本要求，因此我们应当紧密结合相关学科技术发展。在物理、光学、电子学等技术帮助下，相信单细胞分析技术的不断进步一定能为当前的医学、生物学、病理学以及临床学等方面的研究和应用提供更多帮助。

(资料来源：中国科学院、自然杂志)

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