前沿应用∣SC-ICP-MS测定单细胞中纳米金属元素含量

细胞中金属元素含量通常是将一定数量的细胞进行全消解测定得到金属元素总量，但是这并不能说明金属元素在细胞中的分布情况。由于细胞之间存在差异，研究细胞群体往往会掩盖这种差异。单细胞分析可以获得细胞在微环境中准确的个体信息，对于研究细胞的信号传导,生理病理和重大疾病的早期诊断具有十分重要的意义。

电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）由于其超高的灵敏度，超低的检测限，成为痕量元素分析的重要工具，可以直接检测单细胞中的金属元素含量。金属纳米粒子以其优良的物理化学性质,被广泛应用于生物医学与生命科学等领域，ICP-MS亦成为单细胞中金属纳米粒子检测的重要手段。

常规的ICP-MS进样系统对于单细胞分析会存在细胞可能破裂、进样效率低等缺陷，为实现稳定的单细胞进样，减少细胞破裂的概率及提高进样效率，需要采用专门的单细胞进样系统，其与ICP-MS在线联用，可实现高效、稳定的单细胞金属元素分析。

岛津SC-ICP-MS系统

小鼠静脉注射15 nm金纳米颗粒悬浮液，暴露24小时后对小鼠的不同器官进行取样，得到肺、肝脏和脾脏组织后进行组织分解，经过细胞分离得到细胞悬浮液；样品经过红细胞去除后使用多聚甲醛溶液进行细胞固定，细胞样品经过三次离心清洗和再分散，控制细胞浓度在106个/mL直接上机测试。

根据ICP-MS采集得到的原始信号图，通过有效数据识别、统计及高斯分布拟合，可以得到如下结论：

在同一个组织样品中，细胞摄取的纳米颗粒数是不相同的，对于脾脏细胞可以用高斯分布拟合数据得到7种细胞群，每种细胞群摄取的金纳米颗粒从363个到1040个不等。肝脏样品和肺组织样品也得到了类似的结果，细胞形态呈现多峰分布。总体来看，对纳米颗粒的摄取量：脾脏细胞 > 肝脏肺细胞 > 肺细胞。

岛津SC-ICP-MS单细胞分析技术，高通量雾室搭配微流量进样系统,可以快速准确的测量单个细胞中目标元素的浓度，得到细胞间的差异，并且可以以目标元素含量区分细胞群。SC-ICP-MS不需要对细胞进行荧光标记，前处理简单，为金属组学、纳米毒理学的研究提供新的分析手段。