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美国的研究人员通过便宜的探针直接把一个活着的细胞的内容物吸取到质谱(MS)中。来自奥克拉荷马大学的 Zhibo Yang 和Anthony Burgett表示这将对研究难以获得或培养的细胞非常有帮助,比如干细胞以及患者样本。Yang说:“在取样和分析之间无需样品制备,并且没有拖延。”
通常通过使用高频声波机械性地打碎细胞,来分析其内容物。然而这样的测量值只是样品中大量细胞的平均结果,而Burgett和Yang想绘制出生物组织中某分子的分布图。他们开始使用了一个相对宽口径的管尖,其可以排出溶剂然后迅速吸回到光谱仪中来分析。
为了得到更详细的结果,他们把管尖的直径缩减到10μm。Yang说:“这样管尖就比细胞还小,因此我们可以使用该技术进行单细胞分析。”该研究团队通过把单一探针管尖降低到0.1μm的水平,刺入培养的海拉细胞中,首先检测到单细胞内的腺苷磷酸样代谢物和卵磷脂。然后他们继续研究了用抗癌药物处理后,缓冲盐水清洗过的活着的海拉细胞。尽管在盐水中检测不到药物存在时,单探针分析结果显示细胞内仍存在该药物。
该研究不是世界上首次通过质谱分析吸出的细胞内容物。目前就职于日本理化研究所的Tsutomu Masujima是这一方法的先驱者。然而他的处理过程分两步,在吸出内容物后,他把离子化提取物的溶剂添到质谱仪中。因此Masujima表示,在探针吸管紧邻的进口和出口间放上溶剂是一个不错的想法。同时他提醒道,该方法难以控制并且对于低浓度的物质敏感性不高。
虽然如此,Burgett和Yang强调该方法很实用。Masujima的方法分析一个细胞大约需要5分钟,然而他们的方法只需3分钟。他们的设计还包括一个帮助滞留物排出的加热线圈;并且即使该线圈不工作,置换该探针仅需几分钟。另外由于它们是由石英制作的,所以每个探针只需5美元。Yang希望他们的研究结果可以引领一个新的时代-单细胞质谱分析技术能够得到广泛使用。