PerkinElmer ICP-MS助力癌癥早期診斷單細(xì)胞分析方法

在癌癥發(fā)病率逐年上升的今天，如何獲得癌等其他重大疾病的早期診斷正逐漸被科學(xué)家所關(guān)注，但由于分析方法的限制，過去的細(xì)胞研究往往只能以細(xì)胞群體為研究對象，探索細(xì)胞的生命活動。但是由于細(xì)胞之間存在差異，研究細(xì)胞群體往往會掩蓋這種差異。單細(xì)胞分析可以獲得細(xì)胞在微環(huán)境中準(zhǔn)確的個體信息，對于研究細(xì)胞的信號傳導(dǎo)、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(xué)院高能物理研究所多學(xué)科中心豐偉悅課題組王萌博士發(fā)展了基于電感耦合等離子體質(zhì)譜（ICP-MS）技術(shù)的單細(xì)胞分析新方法，拓展了ICP-MS的應(yīng)用范圍，豐富了單細(xì)胞研究的分析工具。研究人員利用噴墨打印技術(shù)得到的皮升量級的液滴作為單細(xì)胞定量的標(biāo)準(zhǔn)，使用激光燒蝕（Laser Ablation， ESI NWR 213）與ICP-MS（Perkin Elmer NexION 300D）聯(lián)用，成功實現(xiàn)了單細(xì)胞中金屬納米顆粒的原位定量分析。研究發(fā)現(xiàn)，濃度為100 nM金納米顆粒（30 nm, NIST RM 8012）暴露4h后，70個單細(xì)胞中的金元素含量呈對數(shù)正態(tài)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(jié)果發(fā)表于美國化學(xué)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(zhì)譜法完成了單細(xì)胞內(nèi)必需微量元素的定量和分布模式研究。通過改進細(xì)胞樣品前處理方法和使用Perkin Elmer NexION 300D具有的動態(tài)反應(yīng)池（DRC）技術(shù)，有效地降低了單量分析，揭示了細(xì)胞分析本底水平和多原子離子干擾，實現(xiàn)了單細(xì)胞內(nèi)Fe, Cu, Zn, Mn, P, S等元素的定這些元素在單個正常細(xì)胞和癌細(xì)胞中分布模式。這些微量元素在單個正常細(xì)胞和癌細(xì)胞中不同的含量和分布模式將為癌細(xì)胞的檢測和識別提供很好的證據(jù)。