告别平均！单细胞代谢组学技术“精准签发”每个细胞的代谢履历

　　在生命科学研究领域，代谢组学致力于剖析生物体代谢物的奥秘。传统代谢组学研究聚焦群体细胞，忽略了细胞间的代谢异质性，使得单个细胞的独特特征被群体平均属性掩盖，难以满足精准研究需求。单细胞代谢组学应运而生，它能深入细胞亚群精准分析，挖掘被忽视的关键信息。单细胞代谢物浓度极低且代谢物无法扩增，导致对检测灵敏度要求高；且单个细胞体积微小，带来制备操作困难。

　　今天要给大家介绍的针对单细胞组学搭建的全新仪器平台，可以实现智能化且高灵敏地单细胞代谢组的精准分析，揭示每个细胞的代谢“履历”。

　　强强联合共建单细胞质谱检测平台

　　近期，SCIEX与华仪宁创团队成功搭建了基于 SCIEX ZenoTOF® 7600 和华仪宁创 SinCell-100 的单细胞质谱检测平台，为单细胞代谢分析带来了新突破。详细仪器信息见图1。

图1. 单细胞质谱仪器平台架构

　　SinCell-100 全自动单细胞前处理系统运用萃取式技术路线，能全自动完成亚微米级单细胞定位，如同在微观世界里精准锁定目标；皮升级萃取，高效收集珍贵的单细胞代谢物；皮升电喷雾离子化等关键步骤，极大提升了单细胞代谢分析前处理环节的效率和稳定性。

　　SCIEX ZenoTOF® 7600 系统同样实力非凡。其 Zeno™ trap 技术堪称核心亮点，可提供超过 90% 的占空比。相比传统飞行时间质谱系统，显著增强了二级质谱灵敏度，能提供更丰富的 MS/MS 数据，这对于提升单细胞代谢组学的覆盖度至关重要。另外，它还拥有高分辨多反应检测（MRMHR）扫描技术，在Zeno™ trap 技术的加持下灵敏度显著提升，能精准检测到更多的目标代谢物。

　　智能化的实验流程

　　研究人员对单细胞分析的整个实验流程进行了全面的优化。在细胞样本制备环节，无论是膀胱癌单细胞还是其他类型样本（如组织解离细胞、流式分选细胞等），都能按规范流程制备成细胞悬浮液，进而制成细胞涂片用于检测。

　　SinCell-100 的单细胞前处理条件也经过精细优化，例如萃取液加载时间、萃取液调控压力、萃取时间、电喷雾模式等参数都有明确设定，确保前处理的标准化和高效性。ZenoTOF® 7600 质谱条件采用MRMHR模式靶向采集，对累积时间、扫描范围等参数进行了优化，保证检测的准确性和高灵敏度。详细实验流程见图2。

图2. 以膀胱癌单细胞代谢分析为例的分析流程

　　出色的实验成果

　　借助这个强大的单细胞质谱检测平台，研究人员取得了丰硕的实验成果。在膀胱癌研究中，构建并培养了 TCCSUP（人膀胱癌细胞）和 TCCSUP-CDDP（顺铂耐药的人膀胱癌细胞）两组细胞系，通过单细胞质谱检测，采用MRMHR模式，成功检测出 260 余种明确细胞来源的靶向代谢物质。

　　深入研究发现，TCCSUP 和 TCCSUP-CDDP 两类细胞存在显著代谢差异。部分代谢物如 Choline、L-Valine 等（图3），在两组细胞中的含量存在显著统计学差异（p<0.05） 。借助这些差异代谢物，实现了两组细胞的准确分型。通过对单细胞代谢特征离子的分析，不仅实现了对不同亚型细胞的准确分型，还筛选出多种差异代谢物。这些成果为膀胱癌耐药性研究提供了关键的数据支撑，有助于深入探索膀胱癌发生发展机制，为药物干预与治疗开辟全新视角。

图3. 部分单细胞代谢物的分布特征

　　总结和展望

　　这个基于 SinCell-100 和 ZenoTOF® 7600 的单细胞质谱检测平台，凭借其仪器的独特优势、优化的实验流程和出色的实验成果。利用ZenoTOF 7600质谱的MRMHR采集方式，可以定量每个细胞中260种代谢成分。同时SinCell-100和ZenoTOF 7600的联用，可以开展非靶向代谢组学研究，利用ZenoTOF 7600超快的MS/MS采集速度，可以从单个细胞中准确注释数百种代谢成分。上述的单细胞代谢组学技术，实现了单个细胞中代谢成分的准确结构注释和精确含量测定，为生命科学及临床医学领域的单细胞代谢分析提供重要参考，未来有望在更多疾病研究中发挥关键作用，带来更多的科研突破！

　　SinCell-100 — ZenoTOF® 7600单细胞检测平台特点：

　　1. SinCell-100全自动单细胞前处理系统具有单细胞定位、皮升级萃取、皮升级电喷雾功能，提升了单细胞代谢分析前处理环节的效率和稳定性。

　　2. ZenoTOF 7600拥有高分辨多重反应检测（MRMHR）扫描技术、Zeno™ trap技术，显著提升二级质谱灵敏度，可提供更加丰富的MS/MS谱图信息。

　　3. 基于SinCell-100—ZenoTOF 7600单细胞质谱检测平台，在膀胱癌单细胞中检出260余种代谢物，为膀胱癌耐药细胞的表征与鉴别提供了数据支撑。

　　4. 此套应用方案具备较强的普适性，可迁移应用于其他对于单细胞代谢组学有需求的生命科学和临床医学场景，助力研究者开展高水平研究工作。