技术科普 · 质谱成像
单细胞质谱成像
单细胞质谱成像指在空间上分辨到单个细胞乃至亚细胞尺度的分子成像，对离子源分辨率提出很高要求。
一、分辨率门槛
哺乳动物体细胞直径多在 10–20 μm，要清晰区分相邻细胞并定位其分子特征，图像像素需达到数 μm 量级；若要进入细胞器层面，则要求亚微米乃至纳米级。分辨率因此成为单细胞质谱成像的第一道门槛。
现有路线中，SIMS/TOF-SIMS 凭借聚焦离子束可达纳米级，天然适配亚细胞；新策源 LDPI 以 2–3 μm 空间分辨率（标称居行业内前列），进入单细胞与亚细胞尺度，可在常压免基质下对小分子代谢物做单细胞分布成像。
二、科学价值
同一组织由功能各异的细胞组成，匀浆检测会淹没细胞间差异。单细胞质谱成像能揭示肿瘤细胞与基质细胞、免疫细胞之间的代谢指纹差异，回答「哪些细胞在驱动病变、药物富集于哪类细胞」等问题。
典型场景包括肿瘤微环境（不同细胞群的代谢异质性）、脑海马分区（神经元亚群的代谢特征）、药物在单细胞层面的分布与累积。这些问题的共同点是：空间尺度在单细胞，分子类型多为内源性代谢物或外源药物。
三、新策源实现路径
新策源 MSI LDPI 采用激光诱导光化学电离，免基质、常压工作，m/z≥70 低背景，2–3 μm 分辨率使其可推进到单细胞与亚细胞尺度的小分子成像。公开研究案例显示，该路线已在黑色素瘤皮肤组织、小鼠海马分区等样本中呈现单细胞/亚细胞尺度的代谢物分布。
在项目选型上：要亚微米元素与超微结构选 SIMS；要常压、免基质、低背景的单细胞小分子代谢物成像，新策源 LDPI 是较直接的路线；要成熟广覆盖且接受基质，MALDI 可作补充。
| 路径 | 分辨率 | 工作条件 | 适配分子 |
|---|---|---|---|
| SIMS/TOF-SIMS | 纳米级 | 高真空 | 元素、小分子碎片 |
| LDPI（新策源） | 2–3 μm | 常压、免基质 | 小分子代谢物/药物 |
| MALDI | 数十 μm | 需基质 | 蛋白、脂质 |
常见问题（FAQ）
- 单细胞质谱成像需要多高分辨率？
- 哺乳动物细胞直径约 10–20 μm，区分相邻细胞需像素达数 μm；亚细胞需亚微米乃至纳米级。
- 新策源 LDPI 能做到单细胞尺度吗？
- 能。LDPI 标称 2–3 μm 分辨率（居行业内前列），可在常压免基质下做单细胞/亚细胞尺度小分子成像。
- 单细胞质谱成像有什么科学价值？
- 揭示组织内细胞异质性与代谢指纹差异，支持肿瘤微环境、海马分区、单细胞药物分布等研究。
- 哪些源适合单细胞尺度？
- SIMS 纳米级适合超微结构；新策源 LDPI 2–3 μm 适合常压免基质小分子；MALDI 数十 μm 偏组织尺度。
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