近日，本團隊單細胞多維分析領域取得重要進展，相關研究以“Multiplex Profiling of Biomarker and Drug Uptake in Single Cells Using Microfluidic Flow Cytometry and Mass Spectrometry”為題發(fā)表在國際著名期刊《ACS Nano》上（中科院一區(qū)TOP，影響因子為17.1）。東北大學王建華教授、陳明麗教授和新加坡國立大學LimChweeTeck教授為共同通訊作者，第一作者為本團隊青年教師張璇。

已有研究表明，腫瘤細胞表現(xiàn)出顯著的單細胞異質性和標志物多樣性，對其進行多維度單細胞分析有助于精準診斷和個性化治療。然而臨床樣本中腫瘤細胞樣品極為珍貴，通過傳統(tǒng)離心的手段有可能造成樣品損傷和丟失。

為解決上述問題，本工作開發(fā)了一種光譜-質譜二維單細胞檢測策略，使用適配體標記的高表面積生物功能化納米探針識別表達特異性蛋白的腫瘤細胞，利用集成了單細胞排列單元、樣品純化單元、熒光信號收集視窗的微流控芯片，對生物樣品中的目標細胞進行聚焦、排列、純化，借助激光誘導熒光（LIF）對6-FAM熒光基團的高響應信號和電感耦合等離子體質譜（ICPMS）對¹⁹⁵Pt的高靈敏度識別，用于在單細胞分辨率下在線分析單細胞上的鉑類藥物攝取和受影響的PTK7蛋白質表達及其相關細胞表型分析。

與常規(guī)微流控螺旋通道相比，增強型螺旋單細胞聚焦單元可以在溫和流速下實現(xiàn)單細胞的高通量排列；更為簡潔的過濾純化單元可以省去傳統(tǒng)細胞樣品處理中冗余的離心清洗步驟，極大地節(jié)約樣品純化時間并避免不必要的樣品損失；依靠納米粒子本身巨大的表面積(1.16×10⁵nm²)耦聯(lián)近3000條Sgc8適配體制成的高親和力適配體納米探針(K_d= 0.25 nM)可以識別樣品中的所有目標細胞，這些標記熒光基團的適配體可以選擇性地與靶細胞上的PTK7蛋白結合，并通過狹長的信號收集視窗以被LIF采集對應的單細胞熒光信號，進而提供細胞中PTK7蛋白的表達情況；隨后引入ICPMS完成單細胞中奧沙利鉑（OXA）藥物的攝取情況定量分析。與傳統(tǒng)單細胞商用霧化器相比，本策略的單細胞測量效率提高近9倍(90.6%)，這對測定稀有細胞樣品是極為重要的。此外，本方法采用水平進樣方式，相較傳統(tǒng)微流控芯片垂直進樣方式可以盡可能地降低接口處不必要的繞流現(xiàn)象，有利于保持本已排列好的單細胞穩(wěn)定地進入檢測器，降低單個信號對應多細胞事件的風險。

本系統(tǒng)進行單細胞光譜/質譜檢測的工作原理