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ICP-MS助力癌癥早期診斷單細(xì)胞分析方法

閱讀:578      發(fā)布時(shí)間:2015-2-5
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    在癌癥發(fā)病率逐年上升的今天,如何獲得癌癥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(duì)象,探索細(xì)胞的生命活動(dòng)。但是由于細(xì)胞之間存在差異,研究細(xì)胞群體往往會(huì)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(gè)體信息,對(duì)于研究細(xì)胞的信號(hào)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(guó)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(jí)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(shí)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(gè)單細(xì)胞中的金元素含量呈對(duì)數(shù)正態(tài)分布,分別含有9-370個(gè)金納米顆粒,方法對(duì)金元素的定量限為2飛克。上述研究結(jié)果發(fā)表于美國(guó)化學(xué)會(huì)雜志Anal Chem(Anal. Chem., 2014, 86: 10252)。研究人員還利用時(shí)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(jìn)細(xì)胞樣品前處理方法和使用Perkin Elmer NexION 300D具有的動(dòng)態(tài)反應(yīng)池(DRC)技術(shù),有效地降低了單細(xì)胞分析本底水平和多原子離子干擾,實(shí)現(xiàn)了單細(xì)胞內(nèi)Fe, Cu, Zn, Mn, P, S等元素的定量分析,揭示了這些元素在單個(gè)正常細(xì)胞和癌細(xì)胞中分布模式。這些微量元素在單個(gè)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(cè)和識(shí)別提供很好的證據(jù)。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在英國(guó)*化學(xué)會(huì)雜志Analyst上(Analyst, 2015,140: 523)。上述工作得到了科技部973計(jì)劃和國(guó)家自然科學(xué)基金支持。

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