质谱流式成像检测

一、项目信息采购人：福建省肿瘤医院项目名称：流式质谱和成像质谱仪（CYTOF)采购项目拟采购的货物或者服务的说明：本次拟采购的流式质谱和成像质谱仪（CYTOF）在肿瘤研究中具有不可替代性，是肿瘤研究创新中心建设中不可或缺的设备，我院已通过院内充分论证，只有进口品牌富鲁达流式质谱和成像质谱仪（CYTOF）能满足医院科研发展需要。我院本次设备采购资金为自筹。拟采购的货物或服务的预算金额：1100.0000000 万元（人民币）采用单一来源采购方式的原因及说明:成像质谱流式系统（CyTOF)是一款拥有独特技术优势的创新性产品，其设计和制造商美国Fluidigm公司拥有该设备的多项全球专利技术（专利号：US10139332、US9589779B2、US20160131635A1、US8354242B2等），设备主要应用于生命科学和医学研究领域的高端科学仪器，也是单细胞研究领域的重要设备，其在质谱流式技术（CyTOF）的基础上进行拓展和创新，整合了质谱流式与组织质谱成像两个系统，从根本上解决了传统荧光标记技术由于光谱叠加导致的串色问题，可以实现单细胞数十种抗体标记物检测，可以对组织样本的细胞亚群和功能进行全面和精细的原位分析。福建省科学器材进出口有限公司为富鲁达流式质谱和成像质谱仪（CYTOF）产品福建省总代理，符合《中华人民共和国政府采购法》第三十一条第（1）点规定，因此，申请向福建省科学器材进出口有限公司单一来源方式采购。二、拟定供应商信息名称：福建省科学器材进出口有限公司地址：杨桥东路5号宏建大厦7层三、公示期限2022年08月10日 至 2022年08月17日四、其他补充事宜：1、论证专家信息(工作单位、姓名、职称) 及专家论证意见：详见附件姓 名工作单位职称陈润生福建省疾病预防控制中心副高傅俊生福建农林大学副高林辉福州市疾病预防控制中心副高2、任何供应商、单位或者个人对采用单一来源采购方式公示有异议的，可以在公示期内将书面意见反馈给采购人、采购代理机构，并同时抄送项目同级财政部门。五、联系方式1.采购人联系人：福建省肿瘤医院　　　　　地址：福州市福马路420号　　　　　　　　联系方式：林慧 0591-62752536　　　　　　2.财政部门联系人：张玮联系地址：福州市鼓楼区中山路5号联系电话：0591-870975273.采购代理机构信息名 称：福建康泰招标有限公司　　　　　　　　　　　　地　址：福州市鼓楼区湖东路169号中闽天骜大厦第十三层02A单元　　　　　　　　　　　　联系方式：陈东英、林少明 0591-87803505

一、项目基本情况项目编号：HSZB-2024-158项目名称：组织成像质谱流式系统预算金额：950.000000 万元（人民币）最高限价（如有）：950.000000 万元（人民币）采购需求：标项标项名称数量预算金额（万元）简要服务需求备注1组织成像质谱流式系统1套950组织成像质谱流式系统，具体详见招标文件。允许进口合同履行期限：合同签订之日起2个月内本项目( 不接受 )联合体投标。二、获取招标文件时间：2024年03月13日 至 2024年03月20日，每天上午9:00至11:30，下午13:30至17:00。（北京时间，法定节假日除外）地点：浙江豪圣建设项目管理有限公司（杭州市拱墅区大关路 179 号远洋国际 A 座 17 楼 1706 室）。方式：①介绍信或法人授权书；②被授权人身份证正反面；③营业执照副本。（如邮件报名需附上报名费汇款单，备注报名单位名称、采购编号。单位名称：浙江豪圣建设项目管理有限公司；开户银行：上海浦东发展银行股份有限公司杭州和睦支行；帐号：95160154800000653。并将上述材料的复印件电子版发送至邮箱1269616844@qq.com）。 售价：人民币500元，售后不退。 支付方式：公对公电汇、转账、网上支付 说明：本项目招标文件发售截止时间之后有潜在投标人提出要求获取招标文件的，采购代理机构将允许其获取，但该投标人如对招标文件有质疑的应在规定的质疑期限内提出。售价：￥500.0 元，本公告包含的招标文件售价总和三、对本次招标提出询问，请按以下方式联系。1.采购人信息名 称：浙江大学　　　　　地址：杭州市西湖区余杭塘路866号　　　　　　　　联系方式：吴燕0571-86982952、0871-87315203　　　　　　2.采购代理机构信息名 称：浙江豪圣建设项目管理有限公司　　　　　　　　　　　　地　址：杭州市拱墅区大关路179号远洋国际A座17楼1706室　　　　　　　　　　　　联系方式：刘德坤、曹剑斌、陈敏娇0571-56321030、87981527　　　　　　　　　　　　3.项目联系方式项目联系人：刘德坤、曹剑斌、陈敏娇电　话：　　0571-56321030、87981527

来自麦吉尔大学和多伦多大学等研究人员已经开发出一种方法，可以仅通过一个微小肿瘤组织样本来预测肺癌患者在手术后的发展状况。研究人员将成像质谱流式细胞术与深度学习技术相结合，分析了400 多名来自肺腺癌患者的肺癌样本的肿瘤微环境。肿瘤微环境已被确定为影响治疗进展的异质性来源。通过在空间和单细胞水平上表征肿瘤微环境，研究人员揭示了与临床特征(如生存率)相关的不同细胞状态和特征。正如他们在Nature杂志上报道的那样，他们使用了人工智能来识别肿瘤微环境的某些特征来高精度地预测疾病进展。　　Fig. 1: IMC defines the spatial landscape of LUAD.　　“总的来说，这些数据表明空间分辨的单细胞转录组在未来可能具有非常大的价值，有助于为个性化的围手术期护理计划提供有价值的信息，以最大限度地减少那些能被治愈的人在治疗过程中产生的毒副作用，或提高那些会复发的人的治愈率”，麦吉尔大学的共同资深作者 Daniela Quail 和 Logan Walsh 以及拉瓦尔大学的 Philippe Joubert 领导的研究人员在论文中写道。研究人员使用 Fluidigm(现为 Standard BioTools)企业的成像质谱流式细胞技术系统，分析了 1996 年 2 月至 2020 年 7 月期间收集的 426 名肺腺癌患者的小组织核心样本。他们使用 35 重抗体组来识别各种细胞他们样本的成分，包括癌细胞本身以及基质细胞、适应性和先天性免疫细胞。研究人员总共检测到超过 160 万个细胞，并发现了 14 个不同的免疫细胞群。他们特别关注免疫细胞群与患者的临床数据之间的关联。例如，肥大细胞与延长生存期有关，虽然它们在非吸烟者和患有早期疾病的患者中更为常见。研究人员进一步注意到某些免疫细胞的频率与特定临床亚组之间的联系—例如，CD4 阳性辅助性 T 细胞在女性患者的样本中富集，她们往往会有更好的总体存活率，而老年患者的肿瘤内 CD8 较少- 阳性 T 细胞。与此同时，他们探索了肿瘤微环境中不同的细胞表型如何与生存相关，例如，发现 H1F1-α 阳性中性粒细胞将会产生不利于生存的环境。观察具有相似局部细胞类型组成的区域(邻近细胞)，研究人员进一步指出，不同的组织结构与生存差异有关。例如，富含 B 细胞的邻近细胞与存活显着相关，尤其是 CN-25 邻近细胞，它也富含 CD4 阳性辅助性 T 细胞。通过应用深度学习方法，研究人员发现他们生成的空间信息可以改善对临床结果的预测。他们报告说，创建的模型(包括空间信息)预测进展的准确率高达 95.9%，而基线评分的准确率为 75%，而且他们仅仅使用了一个 1 mm²的肿瘤样本。此外，研究人员使用成像质谱流式细胞术分析了 60 名原发性肺腺癌患者的单独验证队列，并在数据集中发现该模型以 94% 的准确度预测进展。研究人员将他们模型的预测能力追溯到六个标记的组合：CD14、CD16、CD94、αSMA、CD117 和 CD20。总体来讲，准确率为 93.3%，精密度和召回率为 95.6%。研究人员写道：“我们的研究结果代表了对使用临床和病理变量的现有预测工具的重要进步，并且可以更有效地利用不断增长的围术期辅助系统来改善癌症结果。”　　来源：　　1.Sorin, M., Rezanejad, M., Karimi, E. et al. Single-cell spatial landscapes of the lung tumour immune microenvironment. Nature (2023). https://doi.org/10.1038/s41586-022-05672-3.　　2.基因网

项目编号：JH22-210000-64387项目名称：组织成像质谱流式系统（国家医学检验临床医学研究中心）包组编号：001预算金额（元）：14,900,000.00最高限价（元）：14,900,000采购需求：查看附件合同履行期限：合同签订后1个月内到货。需落实的政府采购政策内容：对于中小微企业（含监狱企业）的相关规定，对于促进残疾人就业政府采购政策的相关规定。本项目（是/否）接受联合体投标：否第三批1发售稿（2022.11.29）：221089组织成像质谱流式系统（国家医学检验临床医学研究中心）-公开招标.doc

项目基本情况项目编号：GXZC2023-G1-000139-YZLZ（代理编号：YZLGL2023-G1-001-GXZC ）项目名称：组织成像质谱流式系统采购预算金额：11900000.00元采购需求：（1）标的的名称、数量及单位：组织成像质谱流式系统1套；（2）简要技术需求或者服务要求：整机免费保修期不得少于2年（免费保修期从设备验收合格之日起计算）,具体详见采购需求。合同履行期限：自签订合同之日起120日内验收合格交付使用。本项目不接受联合体投标。获取招标文件时间：2023年2月15日至2023年2月22日，每天上午00:00至11:59，下午12:00至23:59（北京时间，法定节假日除外）地点：“政采云”平台（https://www.zcygov.cn）方式：网上下载。本项目不提供纸质文件，潜在供应商需使用账号登录或者使用CA登录“政采云”平台（https：//www.zcygov.cn）-进入“项目采购”应用，在获取采购文件菜单中选择项目，获取招标文件（或在“政采云电子投标客户端-获取采购文件”跳转到政采云系统获取）。电子投标文件制作需要基于“政采云”平台获取的招标文件编制，通过其他方式获取招标文件的，将有可能导致供应商无法在政采云平台编制及上传投标文件。售价：0元提交投标文件截止时间、开标时间和地点提交投标文件截止时间:2023年3月9日9时30分（北京时间）提交投标文件地点(网址)：“政采云”平台（https://www.zcygov.cn）开标时间:2023年3月9日9时30分（北京时间）开标地点：“政采云”平台电子开标大厅。公告期限自本公告发布之日起5个工作日。其他补充事宜1.网上查询地址http://www.ccgp.gov.cn（中国政府采购网）、http://zfcg.gxzf.gov.cn（广西壮族自治区政府采购网）、http://www.glggzy.org.cn（桂林市公共资源交易中心网）。对本次招标提出询问，请按以下方式联系。1.采购人信息名称：广西师范大学企业信息地址：广西桂林市雁山区雁中路1号联系方式：0773-36965632.采购代理机构信息名称：云之龙咨询集团有限公司企业信息地址：广西桂林市临桂区西城北路2号耀辉●美好家园2幢12层联系方式：0773-2887388 2887399 传真：0773-28892183.项目联系方式项目联系人：蒋艳梅、徐雪艳电话：0773-2887388 2887399

细胞是生物结构、功能单元及生命活动的基本单位，对其深入研究有助于进一步认识生命规律。临床样本量通常较少，单细胞多指标分析对疾病早期诊断及预后、药物开发等具有重要意义。为了满足对单细胞多参数分析日益增长的需求，Tanner等提出了质谱流式细胞仪的概念。与传统的荧光流式相比，该仪器基于非光学物理检测原理与金属标签抗体识别细胞，检测通道理论上可达上百种，同时，检测通道之间相互无干扰，具有高灵敏度、高稳定性及低变异系数的优点。 目前常见的质谱流式金属标签是基于1,4,7,10-四氮杂环十二烷-1,4,7,10-四乙酸等配位基团的聚合物金属标签（MCP），每条聚合物链上仅连有20-50个金属原子，相当于每个抗体上连有150-200个金属原子，无法实现低丰度标志物的检测。此外，MCP聚合物标签只可与稀土金属和铋等的三价离子配位（对应约40个检测通道），超过60%的同位素通道并没有实际使用，制约了质谱流式在实际应用中的多指标检测能力。由此可见，提高质谱流式金属标签的灵敏度，实现低丰度细胞标志物的检测以及开发新的质谱流式同位素通道，提高质谱流式多指标检测能力是当前质谱流式技术亟需解决的问题。因此，需要开发设计新型的金属同位素载体提高单个金属标签上金属原子个数及负载稀土之外金属元素。 中国科学院苏州生物医学工程技术研究所研究员白鹏利课题组是国内最早进行质谱流式检测试剂研究团队之一，经过多年的积累，已掌握金属标签的合成、筛选及抗体标记等技术，积累了深厚的学术与技术基础。近期，白鹏利课题组首次提出了一种基于便捷的金属元素掺杂聚苯乙烯纳米球的质谱流式金属标签合成策略，将稀土、锆和铪等金属元素通过溶胀的方法掺杂到聚苯乙烯纳米颗粒中，并进行抗体偶联，制备了一系列质谱流式金属标签，实现了对单核细胞（MNCs）的单细胞高灵敏多指标检测。 纳米颗粒通常会与细胞产生强烈的非特异性吸附，可能导致假阳性结果，影响检测结果的准确性，因此降低材料的非特异性吸附水平对质谱流式检测试剂颇为重要。科研人员通常对纳米颗粒进行复杂的表面修饰来降低材料的非特异性吸附水平，操作繁琐困难。本研究发现改变染色缓冲液成分可有效降低聚苯乙烯纳米材料对细胞的非特异性吸附，例如，使用含10%FBS的PBS缓冲液时聚苯乙烯纳米颗粒与细胞的非特异性吸附水平下降至使用商品化缓冲液的5%，这为改善纳米颗粒类质谱流式金属标签非特异性吸附性能提供了新的发展方向。 该团队将Eu金属掺杂到200nm聚苯乙烯球中后与抗CD8抗体偶联制备的金属标签，可实现对MNCs中CD8+T细胞的有效分群，分群效果与商品化的MCP标签一致，当标签用量为4000NPs/Cell时，检测灵敏度可达到商品化标签的5倍，且该标签对商品化标签表现出颇高的兼容性，证明其具备在实际质谱流式检测中具备应用潜力。 该工作将La、Zr和Hf等金属掺杂到聚苯乙烯纳米颗粒中，与抗CD45抗体偶联制备相应的金属标签，均能够实现对MNCs细胞的分群，并首次实现了177Hf、178Hf、179Hf和180Hf四个元素通道在质谱流式检测中的应用，拓宽了质谱流式检测通道。未来，将其他金属同位素掺杂到聚苯乙烯纳米颗粒中制备金属标签将会开拓更多的元素通道。该工作为质谱流式检测通道拓展提供了一种通用易行的策略。 相关研究成果以A Universal Mass Tag Based on Polystyrene Nanoparticles for Single-Cell Multiplexing with Mass Cytometry为题，发表在Journal of Colloid and Interface Science上（2023, 639, 434-443.）。研究工作得到国家重点研发计划、江苏省自然科学基金、中科院仪器装备项目和中科院青年创新促进会等的支持。 图1.基于金属掺杂聚苯乙烯纳米颗粒的质谱流式金属标签制备策略及单细胞多指标检测示意图 图2.Eu-PS-NPs标签在不同细胞染色缓冲液中对MNCs细胞染色后质谱流式散点图。（a）Fluidigm CSM，（b）PBS，（c-f）5-20% of FBS in PBS，相应信号强度柱状图（g）和热图（h）。 图3.商品化标签及Eu-PS-NPs标签染色后质谱流式散点图对比。（a）141Pr-MCP_CD45、152Sm-MCP_CD3、151Eu-MCP_CD8、159Tb-MCP_CD4，（b）141Pr-MCP_CD45、152Sm-MCP_CD3、151Eu-PS-NPs_CD8、159Tb-MCP_CD4。 图4.Eu、Zr、Hf、La掺杂聚苯乙烯纳米球标签制备及对MNC细胞分群结果

普罗亭获得全球首个质谱流式检测实验室CNAS认可证书！近日，中国合格评定国家认可委员会（CNAS）正式向浙江普罗亭健康科技有限公司检测中心颁发了实验室认可证书（注册号：CNAS L16635），这标志着CNAS肯定普罗亭检测实验室的管理水平以及检测能力达到了“中国认可、国际互认”的要求。| 什么是CNAS？国际通行的实验室认可标准！由权威机构（中国合格评定国家认可委员会CNAS）依据国际通行的实验室认可标准，对从事检测、检验等活动的合格评定机构实施评审，证实其满足相关标准要求，进一步证明其具有从事检测和检验等活动的技术能力和管理能力，并颁发认可证书。全国上千家检测单位，拥有CNAS认可证书的寥寥可数，普罗亭便是其中之一！| CNAS认可，普罗亭迈上新台阶！普罗亭申请的CNAS认可，表明：普罗亭具备了按有关国际认可准则开展检测和 （或）校准服务的技术能力；普罗亭自身的管理水平和技术能力高、数据准确和可靠；普罗亭具有更强的市场竞争能力、拥有政府部门及社会的信任；普罗亭可在认可的业务范围内使用“中国实验室国家认可”标志，列入《国家认可实验室名录》。普罗亭作为国内首家提供大规模商业化、可定制化质谱流式检测与分析完整解决方案的一站式服务平台，一直都在走一条没有前人走过的路，除了质谱流式检测的CNAS认可证书还有多项全球首创，未来也将始终坚持原始创新。不断提升产品力与研发力，致力成为质谱流式检测领导者，用技术创新引领行业高品质发展，切实推动精准医学发展，改善人类健康！

【招商赞助中】第六届细胞分析网络会议，全日程公布！https://www.instrument.com.cn/webinar/meetings/icca2023.html正文：2023年5月，宸安生物全资子公司重庆晟都医学检验实验室参加了由国家卫生健康临床检验中心（NCCL）举办的2023年全国流式细胞术-淋巴细胞亚群室间质量评价。此次考核的评估项目共包含CD3+、CD3+CD4+、CD3+CD8+、CD3-CD16+CD56+以及CD3-CD19+五项指标。报告显示，宸安生物的旗舰产品Starion星瀚®流式质谱系列以五项指标满分的佳绩通过了本次评估，再次证明了其在实际使用中的卓越检测精度和准度！宸安生物旗下的Starion系列流式质谱系统，结合了流式细胞仪高通量的检测能力和飞行时间质谱的全谱分析能力，可实现在单细胞分辨率下同时对数十种目标蛋白的深度分析。通过高通量单细胞组学与先进算法的结合，深度解析免疫系统个体化差异和动态变化，为复杂疾病的生物学机制解析、疾病的精准分型、伴随诊断和创新治疗提供科研和临床级的流式质谱产品和服务。*根据产品型号不同，配置参数有所差异招商中！！【精彩会议Webinar】第六届细胞分析网络会议，全日程公布重磅来袭！全日程公布：https://www.instrument.com.cn/webinar/meetings/icca2023.html围绕4大主题：【1】类器官与器官芯片【2】单细胞分析技术：微流控、质谱、测序、转录组【3】细胞治疗产品的CMC质量控制分析【4】细胞成像分析技术8月30日精彩等你：https://insevent.instrument.com.cn/t/uus（主办单位：仪器信息网，赞助联系13683372576）

流式细胞术( Flow Cytometry,FCM)是20世纪70年代发展起来的一项利用流式细胞仪完成的细胞分析新技本。目前已普遍应用于免疫学、血液学、肿瘤学、细胞生物学、细胞遗传学、生物化学等的基础和临床研究的各个领域。国产流式细胞仪最早研制于20世纪80年代初，但受到当时科技发展和国内生产力的限制，而没有商业化的产品问世。直至2010年左右，国产流式细胞仪厂商开始雨后春笋般成立。并随着技术的积累和发展，国产流式细胞仪不仅从性能上能够和国外仪器比肩，也有着自身的特色和优势。与此同时，国产流式配套试剂的发展也呈现一片火热的局面。为帮助广大实验室用户及时了解国产流式细胞仪前沿技术进展、创新产品与解决方案，仪器信息网特别邀请宸安生物CEO王宇翀博士为我们分享国产质谱流式技术发展的那些事儿！ 本文嘉宾：王宇翀 博士 宸安生物CEO2012年在英国创业从事AI药物筛选系统开发，拥有多年质谱组学研究经历；2016年创立宸安生物，领导公司科研项目和学术团队建设，并负责公司战略发展核心规划；荣获上海市高层次人才、杭州市海外高层次人才等荣誉；英国质谱协会，英国皇家化学学会，美国化学学会会员；剑桥大学系统生物学博士；浙江大学竺可桢学院生物工程本科。仪器信息网：贵司目前主推的流式细胞产品是什么？请您谈谈该产品的技术特点，与同类型进口品牌相比核心竞争优势如何？王宇翀博士：上海宸安生物科技有限公司目前主推的流式细胞产品是我司自主研发的单细胞流式质谱系统Starion星瀚®和Lunarion宵晖TM，涵盖了从试剂到设备再到数据分析软件的单细胞分析完整解决方案。该系统基本技术原理如下：流式质谱技术采用金属标记的抗体识别细胞表面或胞内的抗原，标记后的细胞经雾化后进入电感耦合等离子体矩管中进行离子化，离子云被传输至飞行时间质量分析器中，检测器依次记录各种金属离子到达的时间，检测出不同标签的离子信号峰，最终确定细胞表面和胞内各标签对应检测物的含量。检测产生的高维数据通过归一化、聚类和降维算法进行处理，结果可以反映基于靶蛋白丰度的各种细胞群体的表型和功能。对待检测样本的单细胞水平进行更深度的分子机制解析，挖掘分析潜在的细胞免疫分型以及细胞内信号传导通路，从而为生命科学研究和临床精准诊断提供参考。与同类型进口品牌相比，我司的核心竞争优势主要体现在以下两点：（1）性能更加优越，具体表现为：分辨率方面，宸安生物的产品可以达到800以上，确保了各通道之间无干扰；灵敏度方面，宸安生物的产品能达到5.0*105 cps (1 ppb Tb 159)，显著高于国际同类型产品；检测器采样率方面，我司产品为2 Gb/s, 14 Bit，具有更强的采集能力，能够实现更好的信号保真度以及动态范围。（2）宸安生物的Starion星瀚®作为国内第一台单细胞流式质谱仪，预计将于今年上半年获得我国医疗器械Ⅱ类注册证，领先于进口品牌实现临床水平的稳定性和易用性，检测结果与荧光流式数据高度一致，率先实现该类型先进平台的临床化。仪器信息网：请介绍贵公司流式细胞产品研发历程中里程碑事件。王宇翀博士：2018年上半年，宸安生物完成了单细胞流式质谱系统原型机组装并开始调试；2019年中，完成了配套试剂的研发测试；2020年底，单细胞流式质谱设备原型机性能达到设计指标，进入产品化阶段；2021年初，首台单细胞流式质谱系统投放至武汉同济医院；2021年10月，在中国免疫学大会上，宸安生物正式发布了Starion星瀚®流式质谱系统；2022年底，宸安生物发布了全新一代流式质谱桌面级系统Lunarion宵晖TM，将强大的功能凝聚在更小的机箱中，实现了流式质谱产品的小型化、桌面化。其中，Lunarion宵晖TM入选了仪器信息网“流式细胞新产品2022年盘点”，代表了流式细胞产品领域高性能国产产品的强势崛起。仪器信息网：贵公司流式细胞仪相关产品主要应用哪些领域的哪些实验环节？满足了哪些用户的痛点需求？王宇翀博士：流式质谱作为新一代细胞流式技术，通过质谱系统对质量标签进行定量，从物理水平解决了荧光素带来的光谱重叠问题，实现流式分析技术的代际提升，不但通道数量大幅提升且互不干扰，其产生的数据也更加稳定准确，特别是对检测指标数量要求高的复杂单细胞分析。流式质谱技术可以应用于：免疫分型、稀有细胞亚群鉴定、生物标志物发现、患者分层、疗效预测、疾病进展监测、T细胞抗原筛选及疫苗研发等多领域。案例一：在血液病系统疾病诊断领域，宸安生物联合了国内多家三甲医院、科研机构，开发了基于流式质谱的白血病初筛方案，是世界首个白血病淋巴瘤流式质谱诊断标准化方案。流式质谱技术能节省大量操作及试剂成本，通过“一管法”完成血液系统疾病诊断（＞40指标），大幅提升了医技人员的工作效率，降低了数据分析难度，减少了试剂的消耗，体现出流式质谱技术在样本处理、样本检测、数据库建立、基于算法的结果判定等多方面发挥的优势。案例二：宸安生物参与了两项CAR-T细胞治疗相关的临床试验，完成了超过200例样本的检测，每个样本检测42个指标，能够完成细胞治疗患者免疫系统重建的动态监控、CAR-T细胞在体内的数量和功能监测、CAR-T细胞治疗预后良好患者的动态分层。该项目结果也可用于前瞻性的细胞疗法患者筛选。对免疫系统的分析亟需更强大的诊断工具，流式质谱是唯一能够满足上述数据采集通量的临床级诊断技术。仪器信息网：请评价下光谱流式、流式质谱、成像流式、流式荧光技术等不同流式技术检测应用方法的特点和优劣势？未来流式技术发展趋势又是怎样的？王宇翀博士：流式荧光技术：是基于编码微球和流式技术的一种临床应用型的高通量发光检测技术。相较于传统化学发光法，流式荧光技术能够支持多指标检测，具有通量高、速度快、操作简便等特点，但存在荧光标签的串色问题、受限于稀有荧光素的供应。光谱流式：每个荧光染料的发射光谱在定义的波长范围内被一组检测器所捕获，这样每个荧光染料的流式荧光光谱都可以被识别、记录其光谱特征，并在多色实验中充分使用。流式细胞仪的检测器可以检测到每个细胞或颗粒的散射光信息和多个荧光信号，最终分析细胞或颗粒上的信息。光谱流式通过光谱拆分技术部分解决了荧光补偿问题，但需要难度较大的配色方案，试剂成本高，通道数量较流式质谱相比较少。流式质谱：流式质谱是结合传统流式和质谱两个平台的技术，能够同时获得单个细胞的多种参数。流式质谱作为定量手段的优势在于其高分辨率，并且克服了传统流式荧光发射基团光谱重叠的问题。流式质谱仪可提供过百个检测通道，可以同时对更多的细胞特征进行分析。通过标记稳定的金属标签，流式质谱仪可以在不同的通道生成信号，识别不同靶向蛋白的标记，并且各参数之间几乎没有重叠。相较于传统流式，流式质谱是采用金属元素对抗体进行标记，因此通道数量会受限于金属标签的供应；另一方面，受采样速度的影响，流式质谱对样本的处理速度相较于传统流式而言较慢。成像流式：成像流式的特点是在传统流式细胞仪的基础上增加了高速明场相机，可采集经过流动室的待测细胞的明场图像，除了得到常规的流式数据外还可验证细胞群是否是单细胞，通过细胞成像结果可以更好地显示出各个亚群细胞的形态特征。优势在于无需更改现有流式实验方案或牺牲样本通量，一次实验即可同时得到流式数据和成像结果。成像功能的缺点在于高速液流状态下细胞的状态和表型可能出现变化，另外目前成像的分辨率和灵敏度还待进一步提升，从而实现更准确的定量分析。流式技术作为一种细胞定量分析和分选技术，未来在以下几个方面可能有较好的发展趋势和发展前景：加强流式细胞仪与前处理设备的联机运作，形成流式的自动化流水线，大大提高临床的检测效率；人工智能的参与促进分析软件不断进步，并且能够显著提高数据存储与管理能力；仪器设计趋于小型化，能够降低试剂消耗，提高检测速度，并且更利于仪器普及至下沉市场。仪器信息网：国产流式企业在核心零部件、试剂耗材、自动化样本处理、技术人才等产业链上下游面临的市场机遇与挑战主要是哪些？王宇翀博士：对性能要求不高的流式分析和流式分选领域我国已基本实现自研自产，但对于高性能的设备，其核心零部件主要还是进口垄断，这也成为制约我国医疗设备、科学仪器发展的重要原因。目前已有越来越多的国内厂商、研究所参与到核心零部件的研发、制造当中，在价格上相对更为低廉、在服务支持上更为完善，但在质量上要达到和国际厂商同水平的精度标准还有较大的发展空间。流式企业的上游主要是抗体原料、荧光试剂、微球和芯片等，供应商技术壁垒较高，科研试剂目前还是较多依赖进口，目前国际巨头对这部分核心原料垄断程度较高，国内具备自主上游供应能力的厂商较少。流式细胞技术的前处理涉及到抗原或抗体的标记，孵育，清洗、混匀等步骤，为了尽可能地减少人工操作可能产生的错误以及损耗，提高标准化程度，自动化样本处理是未来发展的主要趋势，也是临床检测的刚需，目前已有多家国产厂商在这一领域发力。核心技术人才对国产流式企业来说是发展的基础与保障。国产流式企业核心人才总体来说还是较为稀缺的，但近年来，随着国内的经济发展与国家政策的支持，越来越多的高层次海外人才愿意投身到国产流式技术的发展事业当中。同时，国内流式市场的日益发展，势必也能吸引更多的高水平研发人才。另一方面，企业也要加强对于实验员等基础岗位的规范化培养，形成完善的人才储备机制。仪器信息网：请谈谈过去几年在相对垄断的市场中，国产流式企业是如何破局并发展壮大的？期间有哪些利于国产流式企业发展的政策等有利因素。王宇翀博士：过去几年，国产流式企业的破局主要体现在以下两个方面：（1）试剂的破局：2017年国家药监局出台的《226通告》将一批临床及科研常用试剂由周期长、成本高的三类注册证下放为周期短、成本低的一类备案管理，这一变化使得大量国产厂家涌入流式领域，流式试剂产量大幅提升；（2）设备的破局：在国产流式设备发展初期，有多家国产厂家在低配置的分析流式领域都有不错的表现，相继被国外巨头收购。近年来，也有越来越多的国内厂家发布了自主研发制造的流式设备，体现了国产流式创新的崛起。在国家科技强国战略的指导下，政府对生命科学领域日益重视。2021年 ，由国家工信部联合多部委发布的《“十四五”医药工业发展规划》中提到，“十四五”是医药工业向创新驱动转型、实现高质量发展的关键五年，政府对于生命科学和疾病领域的研究支持不断增强，未来国内科研基础经费的投资仍将保持较快增长，这对于国产流式企业的发展而言是积极的政策信号。仪器信息网：国内流式细胞仪市场已经从导入期进入快速增长期，请介绍当前全球以及国内流式细胞仪市场规模及现状。过去三年最强劲的市场需求来自哪些领域？王宇翀博士：根据Markets & Markets的统计，2021年流式细胞仪全球市场达43亿美元，预计2026年达到63亿美元，复合增长率为8.1%。目前国内流式细胞仪市场约为12亿美元，复合增长率可达30%，可以看出国产流式细胞仪还有很大的增量空间。近几年流式市场需求较为强劲的领域：（1）血液病中的白血病免疫分型：流式质谱技术的出现，为血液病分型提供了完美的解决方案，因为不是通过荧光检测，不存在信号重叠问题，仅需抽取患者少量样本，而分析的准确性显著提升，分析成本大为下降，分析速度显著提高。（2）免疫功能监测：全球新冠疫情的爆发，使得检测试剂采购量呈现爆发式增长。通过外周血分析淋巴细胞亚群来监测细胞免疫和体液免疫功能，全面反映机体当前的免疫功能、状态，对患者而言能够及时观察疗效及检测预，对健康人而言也能帮助全面了解自身免疫状况，及时纠偏，防患于未然。（3）细胞因子检测：在单细胞水平研究细胞因子的表达能力对研究细胞因子在疾病中的作用日趋重要，流式细胞术较传统方法凸显了多指标联检的优势。仪器信息网：请您谈谈未来中国流式细胞仪、试剂耗材市场的发展前景如何？哪些应用领域会被市场看好？王宇翀博士：如前所述，中国流式细胞仪、试剂耗材市场还有很大的增量空间，发展前景总体是光明的。医疗器械进口替代也日益成为主流趋势，只要国产流式细胞仪能够实现性能稳定、不断拓宽应用场景，再结合原本相较于进口产品成本低廉的优势，将来国内临床主要市场被国产流式细胞仪取代只是时间问题。以下应用领域可能会被市场看好：（1）CAR-T治疗中，流式技术起到了重要的基石作用：在筛选靶点、预测毒性、判断回输物质量、检测MRD、免疫监测、复发机制研究等多个流程当中都发挥着举足轻重的作用。（2）纳米流式技术的出现为推动外泌体在临床疾病诊断和治疗领域的广阔应用提供了坚实的技术基础。（3）聚焦免疫系统相关疾病，在分子生物学水平为临床精准诊断和治疗助力。（4）对于肿瘤患者而言，流式技术能帮助监测肿瘤旁细胞、肿瘤微环境，深度解析细胞信号传导通路，寻找潜在的治疗靶点，探索潜在的生物学效应，提高患者生存率。（5）随着流式技术的不断进步，应用场景的不断拓宽，流式技术日益普及，有望成为临床检验的重要工具。仪器信息网：请分享贵司未来的发展战略规划，是否会有海外市场拓展计划以及融资上市规划？王宇翀博士：宸安生物目前已全面启动商业化，Starion星瀚®单细胞流式质谱系统预计于今年上半年获得医疗器械Ⅱ类注册证，之后将大规模落地临床领域。全新一代流式质谱桌面级系统Lunarion宵晖TM获得注册证后，将进一步拓展下沉市场，在全国临床领域全面铺开。宸安生物未来也打算积极布局国际业务，筹建区域商务中心和区域生产制造基地，进入欧美市场，并辐射新兴经济体和一带一路沿线国家。编辑：刘立东KOL点击参与主题征稿活动↓为帮助广大实验室用户及时了解国产流式细胞仪前沿技术进展、创新产品与解决方案，仪器信息网特此约稿。欢迎投稿，投稿文章将在专栏展示并在仪器信息网相关渠道推广（公众号 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质谱流式简介 流式细胞术Flow Cytometry是最经典的单细胞分析技术，可以对单细胞中的多个参数进行检测，从而对样品进行亚群和功能分析。基于荧光的流式细胞技术到现在已经发展了50多年，是非常成熟的细胞检测技术，目前被广泛应用于生物学的各个研究领域，是各大三甲医院里进行单细胞检测的金标准，尤其是白血病的检测。传统流式技术使用荧光基团对细胞内的各个蛋白质进行检测，所以又被称为荧光流式。然而，由于荧光基团的限制传统流式技术存在明显的技术瓶颈，一是因为目前可用的荧光基团数量有限，最多一般不超过20个，实验室常用的通常12个；二是各荧光基团的发射谱带较宽，相邻谱带重叠严重，导致一次分析可同时检测的通道数量相当受限。当检测通道数量8个时，实验的panel设计和补偿计算就已经开始变得极其复杂，使得多参数检测成为一项极为费时、复杂的技术性工作，对操作者的要求极高，从而大大限制了它的发展。传统流式的检测窗口非常拥挤，难以容下更多的检测通道 进入21世纪后，新的生物学技术层出不穷，研究人员对于造血发生、免疫细胞分化成熟、癌细胞转化、干细胞自我更新和分化等领域的研究不断深入，单细胞异质性的重要性已经成为共识。要想更清晰地了解细胞内部的多种细胞因子的各种变化，对检测通道数量和信号质量就有了更高的要求。传统流式技术在诸如此类的科研领域中已经力有不逮，迫切需要一种更高效、易用、更多参数同时检测的流式细胞技术。质谱流式Mass Cytometry将传统流式技术和质谱技术进行组合创新，使用镧系元素的各个同位素作为金属标签（或者质量标签）替代先前的荧光标签，并使用ICP-TOFMS对金属同位素进行高速、全谱、高分辨的定量分析，彻底解决了传统流式中存在的荧光串色问题，实现了50个参数的同时检测。质谱流式凭借飞行时间质谱超高的分辨率可以完全分离各个金属同位素，相邻通道间的重叠0.3%，因而无需进行计算补偿，大大简化了实验流程。质谱流式凭借其超高的通量、灵敏度以及稳定性等优点，适用于免疫、肿瘤、血液、药物和遗传学等众多研究领域。概括说来，质谱流式的主要技术特点如下： 通道数量极多。理论上超过100个，目前商业可用50个。随着技术进步，更多元素可以用来作为标签，检测通道数会进一步增加。 临近通道间无干扰，无需计算补偿。ICP质谱具有超高的分辨能力，可以完全区分用来标记的各种元素。实验数据表明，相邻通道间的干扰0.3%，基本可以忽略不计，无需计算补偿。这样不仅使实验流程得到简化，也节约了标本和试剂。使用稀土元素作为标签，背景干扰小，信噪比极高。质谱流式使用生命体中不存在的稀土元素作为检测标签，并利用抗原抗体的特异性结合，可以实现超高的检测信噪比。 超高的灵敏度，保证低丰度蛋白的检测。质谱流式兼具质谱仪和聚合物-金属螯合技术双buff。众所周知，质谱仪无与伦比的灵敏度是其能成为分析仪器之王的主要因素之一。理论上，质谱流式可以检测到万分之一的金属标签原子。除此之外，质谱流式使用在聚合物上螯合了1000个左右的金属元素，再与抗体上的巯基结合，相当于将待测蛋白质进行了3个数量级“扩增”，最低可在单细胞内实现几百个稀有蛋白质的检测。 多样化的数据处理方式，实现对样品的深入分析。通道数激增以及质谱流式超快的检测速度使得数据量急剧增大，对数据处理方法提出了更高的要求。目前，各种降维、聚类和可视化方法已被用于从原始数据中提取有用的生物学信息进行可视化显示，常用的分析方法有：SPADE、PCA、viSNE以及Gemstone等。 质谱流式的工作流程质谱流式的历史1959年，美国化学家Rosalyn Yalow（女）和Solomon Berson在检测血浆胰岛素含量的研究中开发出了放射免疫测定技术（Radioimmunoassay, RIA），因其灵敏度高、特异性强、精确度佳以及样品消耗量小，发展迅速，广泛用于蛋白质、酶、多肽激素以及各种药物的测定。1977年， Yalow和另外两位得奖人共享了诺贝尔生理学或医学奖，获奖理由是“for the development of radioimmunoassays of peptide hormones”。尽管放射免疫测定优点众多，然而放射性同位素对人、环境以及生物样品活性的影响难以忽视。此后，又先后基于酶、化学发光、荧光、金属（尤其是稀土元素）及金属化合物，发展出了胶体金、酶联免疫、时间分辨荧光（基于镧系元素螯合物）和化学发光免疫等各种免疫检测技术。2001年7月17日，MDS Sciex（以后的AB Sciex以及现在的Sciex）的科学家Dmitry Bandura（物理学家）, Vladimir Baranov（化学家）, Scott Tanner(质谱学家)和Zoe Quinn提交了专利，提出了一种使用过渡元素标记抗体，并利用抗体和待测样品的免疫结合，最终通过ICP质谱或ICP发射光谱进行检测的方法，由此开启了质谱流式的纪元。请记住前面这三位大神，后面还会提到。无独有偶，第二天（2001年7月18日）清华大学的张新荣教授提交了题为《A novel combination of immunoreaction and ICP-MS as a hyphenated technique for the determination of thyroid-stimulating hormone (TSH) in human serum》的文章，提出了一种使用稀土元素铕（Europium，Eu）作为标签的免疫反应和ICP-QMS组合的新颖技术，用于血液中促甲状腺激素（TSH）的检测。事实上，2001年3月23号，张新荣教授就提交了另外一篇文章《Application of the Biological Conjugate between Antibody and Colloid Au Nanoparticles as Analyte to Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry》，并于次年1月1日发表，文章中提出使用胶体金纳米颗粒作为免疫检测的标签，同样使用ICPMS作为检测器。张新荣教授也是位非常令人尊敬的科学家，做了非常多开创性的研究工作，不盲目跟风，喜欢另辟蹊径。我猜张老师手底下应该没有特别强的工程团队，所以尽管有不少成果转化的项目但是都xxx，纯属我瞎猜乱说，张老师勿怪。国内的质谱公司可以多找张老师聊聊，搞点原创性的科研成果转化。话接上文，更具戏剧性的是，前面提到的专利其实早在2000年12月28日就已通过临时申请的方式进行了提交，并于2001年7月17日提交了正式申请。根据美国的专利制度，为了抢占优先权日可以通过临时申请提交简易的专利文本，但同时需要临时申请后的一年内提交正式申请进行替代，此时正式申请的专利享有临时申请的优先权日，同时临时申请的文本内容也会在正式申请公开时作为优先权文件一并公开。所以理论上来说张新荣教授在质谱流式理论的萌芽期是有重要贡献的，只不过研究院校更追求学术文章，对专利的重视程度远不如商业机构。当然，此时专利也好，文章也罢，和目前我们看到的质谱流式还是有一墙之隔的，还没有提及用于单细胞的检测，不过离成为质谱流式也就是临门一脚的事情。这有一定的历史原因，一方面单细胞检测在当时还不是那么热门，各种免疫检测技术想的都是怎么解决放射免疫检测的弊病；另一方面尽管人们意识到了这个技术对于多参数检测的优势，但是奈何20年前市面上没有几家公司在生产ICP-TOFMS，当然20年后的今天也算不上很多。这并不是因为ICP-TOFMS的技术门槛太高，而是因为ICP-TOFMS几乎没有自己的对口应用，因而缺乏市场驱动。加之由于ICP-QMS（四极杆质谱）引入了碰撞反应池技术（这个技术的发明者还是那位大神Scott Tanner）解决了多原子干扰的问题，很大程度上解决了四极杆分辨率不够的问题，所以定量要求高，分辨率要求不太高的应用使用ICP-QMS就可以很好地满足要求了，性价比比较高。而对于分辨率要求很高的时候，还有各种无机磁质谱，如果是要求有比较高的同位素丰度比，还有多接收的磁质谱。基本上，ICP-TOFMS没有用武之地，当时属于比较小众的质谱仪器。那个时候大概只有澳大利亚的GBC公司和美国的LECO公司在生产ICP-TOFMS，大多时候也是用于地质分析领域。2004年10月，前面提到的三位大神以及同样是在MDS Sciex的同事Olga Ornatsky（生物学家）合伙成立了一家叫DVS Sciences公司，公司名字用的就是三人名字的首字母，不得不说外国人的确很喜欢用自己的名字做公司名，跟我们的那些老字号其实很像。Scott Tanner作为团队的老大任CEO/CTO，从老东家Sciex的手里拿到了相关技术的授权后，2005年他们把公司开在了加拿大，开始打磨这台全新的ICP-TOFMS仪器平台（日后的第一代CyTOF）。Scott Tanner是加拿大人，在多伦多的York University拿到物理化学的博士学位后加入MDS Sciex，并一直那里工作了25年。Scott Tanner认为 University of Toronto是一个非常完美的地方，可以助力他们完成CyTOF仪器和试剂的开发。2005年至2011年期间，Scott Tanner先后任职多伦多大学生物工程系和化学系教授。此后，DVS从Genome Canada和Ontario’s Ministry of Research& Innovation等加拿大政府机构拿到了总计1700万美元的资助。2011年，又从Mohr Davidow Ventures, 5AM Ventures以及Roche，Pfizer等商业机构获得了1500万美元的投资。截止到2011年，DVS从外部获得的资金支持再加上7台CyTOF的销售收入差不多有4000万美元。值得一提的是，在第一代CyTOF定型之前，DVS团队先后经历了3代原型机和8代试剂的开发，可以说是非常的坎坷，技术创业之艰辛可见一斑。2009年，加拿大DVS Sciences公司发布了第一个质谱流式平台CyTOF（Cytometry by Time-of-Flight）。很快，CyTOF的用户就开始遍布世界各处 ，除了加拿大的多伦多大学，还有美国NIH、斯坦福大学、日本、中国台湾等研究机构都有装机。Scott Tanner和第一代质谱流式CyTOF第一代质谱流式CyTOF事实上，质谱流式早期的快速发展离不开一个人，那就是斯坦福大学医学院的Garry Nolan教授，这又是一位全面开花的骨灰级大佬，不仅学术做得好，科研转化还贼成功，是Rigel（NASDQ上市公司）, Nodality（医疗诊断技术开发）, BINA（基因组学计算技术，被Roche收购）, Apprise（测序解决方案，被Roche收购）等公司的创始人，IONpath（另一家单细胞质谱成像技术公司，和质谱流式有比较大的渊源，后面会提到）和Akoya的联合创始人，以及多家公司（包括DVS）的董事和顾问。Garry Nolan教授在免疫学研究领域名声斐然，是传统流式技术的大牛。Scott Tanner带着自己的黑科技找上门后，Garry Nolan教授意识到这是一项至少能改变免疫学研究的革命性技术，随后便基于CyTOF对人类的骨髓细胞进行了研究，在单细胞水平同时进行了34个参数的检测，系统性揭示了造血系统免疫信号的传导机制，对人类造血系统中的细胞分化有了更详细的认识。相关研究成果刊登在Science杂志上，一经发表立刻引发了全球同行的巨大兴趣，至今全世界研究者使用CyTOF发表了不计其数的CNS（Cell、Nature、Science）文章。由此，质谱流式在生物医学领域名声大噪，持续保持一年几十台的装机量，仪器单价也从一开始的60万美元到了80万美元。毕竟，谁都明白掌握核心科技就能快人一步，贵一点怕什么。不得不说，Garry Nolan教授是一个极其合格的KOL，不仅让CyTOF声名远扬，还为CyTOF适配了很多开源的生信算法，制定了各种各样试验流程供后来者参考，同时还建立了CyTOF论文专门解答和讨论用户在使用CyTOF过程中遇到的各种疑难杂症，甚至还组织各细分领域的大佬们专门开设了CyTOF的小型课程（油管上有资源），可以说Garry Nolan教授为质谱流式的普及铺好了第三块基石。2013年5月，DVS推出了第二代质谱流式CyTOF2以及新款MaxPar试剂盒。CyTOF 2采用了全新的底盘设计，能同时检测单细胞中最多达120种生物标记物，每秒最多可检测1000个细胞，改进了离子光学设计从而将灵敏度提高了1倍。5种新款MaxPar试剂盒含有开展高维度实验所需的所有必要试剂，提供最多达17种开箱即用的金属螯合抗体，并且能够与最多16种额外抗体同时结合，在单试管中实现多个细胞群体的高分辨率单细胞检测。第二代质谱流式CyTOF 22014年1月29日，美国公司Fluidigm（富鲁达）宣布将以约2.075亿美元收购DVS Sciences。此时，质谱流式发展到了第二代——CyTOF 2。此后，Fluidigm又从Perkin Elmer公司手里买断了和质谱流式有关的所有专利，自此Fluidigm公司拥有了完整的专利、技术和团队，开始全力以赴推动质谱流式向前发展。不过，CyTOF在富鲁达手里并没有如一开始想象的那般美好，至少时至今日也还没到实现Scott Tanner设想的一年100台的装机量或者是每年1亿美元的销售额。富鲁达目前的市值还不到3亿美元，最近3年质谱流式年均销售收入不到7000万美元（包括仪器、试剂和服务），仪器占比~50%。按平均单价70万美元粗略估算，一年的新增装机大约是50台。这对于一个偏高端的单品质谱仪器其实也还算是一个不错的销量，但对于一个NASDQ的上市公司而言实在算不上是成功，而且科研领域如此火爆，几乎没有同类产品产品的竞争。不得不让人深思，到底是哪里不对劲儿呢？是富鲁达的管理层的问题吗？还是质谱流式的市场有限？亦或是传统流式的反围剿太猛？近些年富鲁达的高层的确频繁换人，今年从Casdin Capital和 Viking Global Investors注入了2.5亿美元的战略融资之后，从丹纳赫等头部生命科学公司引入了大批高管。招商换帅的同时，富鲁达又把公司英文名改了，现在叫Standard BioTools Inc.，这不得不让人联想到我国五行文化中常见的“更名改运”的策略。换了班底，改了名字，又有大笔的现金流进账，且看3年内会不会有什么起色吧。目前质谱流式主要是在科研市场，虽然临床和制药领域已经开展了不少临床试验，但是还没有真正进入临床市场，比较还没有任何一家公司获得任何国家的医疗器械注册证。如果真能打开临床市场的大门，的确是会带来巨大的利润。不过奇怪的是，这么多年过去了一直没有听说富鲁达在进行医疗器械的注册，事出反常不应该啊。至于传统流式的反攻，我相信一定是有的。其实关于质谱流式和传统流式的讨论一直都存在，毋庸置疑质谱流式绝对是有优势的，只不过大部分情况下只是在多参数，高分辨方面有比较大的优势，其他不少指标实际上逊色不少的，比如传统流式的样品分析速度10000个细胞/秒，质谱流式通常低于1000个细胞/秒；传统流式的灵敏度和样品利用效率都高于质谱流式；另外传统流式可以进行细胞筛选和回收，质谱流式则不能。而且，基于荧光的流式技术也在发展，比如2004年提出的光谱流式也是主打多参数，创新点在于光路系统、光电检测和数据算法上，如今2014年成立的Cytek推出的Aurora光谱流式也可以实现5激光40色的多参数检测。而且，其24色的仪器和试剂分别已经拿到了NMPA医疗器械二类和试剂一类注册证，成功迈入了临床市场。2021年7月，Cytek公司成功敲钟NASDQ，市值一度高达25.4亿美元，目前回落到15.8亿美元。2021年，Cytek全年收入1.28亿美元，而今年第一季度净收入同比增长高达44%。所以说，质谱流式的确还是需要居然思危的，赶紧增效降费，找准自己的市场定位，拿下医疗注册证，这些都是当务之急。话说当年在Fluidigm之前，DVS其实是找了多个潜在买家的，包括Life Technologies，Agilent和Thermo Fisher等巨头。大概是当时的DVS过于弱小，而安捷伦和赛默飞这种质谱大厂一看，心想你这个质谱也没什么啊，比你这复杂的我都有，何必花钱买呢。巨头没有看在眼里。如今，Life Technologies已经被赛默飞收购，安捷伦以2.5亿美金买了中国的流式公司艾森生物，而赛默飞也推出了自己的Attune NxT流式细胞仪（基于声波聚焦技术，分析速度高达35000个/秒）。富鲁达历年股票走势图2014年，厦门大学付国教授团队迎来了第一台质谱流式CyTOF-2，这是质谱流式在中国大陆境内的第一次装机。若日后国产质谱流式能有所发展，这应该是一个需要被记住的日子。2015年，富鲁达发布了第三代质谱流式系统Helios，改进了信号放大电路将灵敏度提高了50%，同时采用了更高效的样品进样器将离子云的尺寸减小了50%。第三代质谱流式Helios2017年10月4日，富鲁达发布了一款新的产品Hyperion™ 组织质谱成像系统，同样是使用包含金属同位素标签的抗体试剂对福尔马林固定的样本或者石蜡包埋以及冰冻组织的切片样品进行染色，然后通过激光烧蚀技术进行微米尺度的采样，并最终通过质谱流式进行检测，由此可以实现亚细胞水平的组织成像，为组织微环境的研究提供了全新的视野。质谱流式成像系统Hyperion Imaging System关于质谱流式的“好戏”其实还没完，2019年9月，富鲁达一纸诉状起诉一家叫IONpath的创业公司，称其2018年发布了侵犯其专利技术的MIBITM（Multiplexed Ion Beam Imaging）高维空间蛋白质组学技术，同样可以在亚细胞水平进行40个生物标记物的多重质谱成像。富鲁达称自2019年起IONpath开始向市场积极推广，并顺服和默许富鲁达的用户搭配使用IONpath的MIBI仪器和富鲁达的试剂。IONpath何许人也？还记得我们前面列举过Garry Nolan教授一大堆的创始人头衔吗？没错，Garry Nolan教授是IONpath的联合创始人，而公司的主要创始人也是来自Garry Nolan教授实验室。Garry Nolan教授曾是DVS的科学顾问委员会的主席，DVS被收购之后，仍担任顾问职责直到2016年底。同时，同样来自Garry Nolan实验室的其他IONpath创始人也在富鲁达担任顾问，而且IONpath成立于2014年，是任职顾问不久之后的事情。看来IONpath的确是动了富鲁达的奶酪，据说IONpath的发展速度比DVS早期还要快，第一年的装机量就接近小10台。这恰好给了富鲁达管理层找到了一个业绩不佳的口实，好家伙，原来是你小子在偷偷吸血。作了他！富鲁达来势汹汹，且言之凿凿。其实，老实说从MIBI和Hyperion两者的硬件架构上来看，其实差别还挺大的。尤其是，MIBI的空间分辨率指标其实比Hyperion还高了好多，前者的空间分辨率可到280nm，是真正的亚细胞水平，而后者通常只有1μm。这主要取决于前端的采样技术。我们前面提到Hyperion用的激光烧蚀，那主要受限于激光聚焦的束斑尺寸，目前也基本上只能做到1μm这种水平，而MIBI采用的是二次离子质谱技术（SIMS），这也不是一个新鲜玩意儿，属于一个比较高端的配置，是使用聚焦的高能离子束（Primary Ions，叫它一次离子好了）对样品表面进行轰击，然后解吸和电离出二次待测样品离子（Secondary Ions）的技术。富鲁达的Hyperion Imaging System（黄框和紫框）+HeliosIONpath的MIBI采用了SIMI-TOF技术路线 尽管你装置上有创新，技术路线上有差异，但是富鲁达告IONpath的是方法学侵权，这就无解了。看过刘慈欣《三体》小说的都知道，降维打击吓死人，方法学就是最上位，最简洁的思路，这就是降维打击。不过，任何时候也不能坐以待毙，毕竟天无绝人之路，何况手里还有世界上最领先的质谱成像技术。2020年9月24日，IONpath宣布获得了1800万美元的B轮融资，众多的新老投资人中还包括老牌质谱公司Bruker。自从Bruke推出了timsTOF系列产品之后，在组学领域牢牢站稳了脚跟，现在又在逐步布局空间蛋白质组学了。2021年6月，Bruker还发布了针对单细胞蛋白组学的timsTOF SCP，可在数百个单细胞的分析中得到约 1,500 个蛋白质/细胞的定量分析结果，实现了真实无偏的单细胞蛋白组分析。不得不说，质谱这个已经发展了100多年的玩意儿目前看还是没有尽头的，而国内的质谱水平也还只是小学生，我们的视野应该放开一些，多一些合作开拓大市场，小一些争斗莫纠缠在小市场。话说回来，资本的嗅觉是最敏锐的，钱来了生路就来了。果不其然，2021年1月法院驳回了富鲁达对IONpath的指控，但保留其继续上诉的权利，同时称二者的技术并不完全相同，前者是一个细胞一个细胞的分析，而后者像是打印机一样来回分析，反复扫描。这么说来，专利这种侵权官司远没有几个权利要求读起来那么简单，官司打起来了律师才是最关键的。所以未来如果国内质谱公司遇到和国际巨头打官司的情况，不要气馁和害怕，除了靠好的研发人员夯实技术，也要找个好律师加持。2021年5月富鲁达发布了第四代质谱流式CyTOF XT，更加注重整机自动化运行，新增了样品自动上样、采集功能，配备了内部监控系统，自动感知管路堵塞，自动调谐，自动数据转换，一管样品可以实现50+标志物的多参数分析。第四代质谱流式CyTOF XT2022年5月11日，IONpath宣布完成了Corporate Round融资，巨头Thermo Fisher是唯一投资结构，同时这也是IONpath的第4次融资。被第二个质谱巨头加持，说明IONpath的路是走对了，这下妥了。而就上个月，2022年6月10号，Thermo刚宣布了已与TransMIT质谱开发中心合作，共同促进质谱成像技术在空间多组学领域的发展，具体是将前者的Orbitrap质谱和后者的Scanning Microscope Matrix-assisted Laser Desorption/Ionization(SMALDI) MSI和3D-surface MSI技术进行联用，可用于绘制包括代谢物、多肽、酶解的蛋白质等多种标记物分子的空间分布。由此可以看出，质谱成像技术是巨头们都在积极布局的一个市场。所以不管是Standard BioTools还是IONpath，日后无论能不能经营好，技术肯定是不愁找不到好买家的。国外热热闹闹的同时，国内也是暗流涌动，毕竟现在生物技术、医疗、质谱都是好生意。2021年9月，聚光科技子公司谱育科技同时发布了质谱流式细胞仪和全光谱流式细胞仪。2021年10月，宸安生物发布了质谱流式Straion星瀚。事实上，国内还有不少厂家在路上，至少一只手数不过来。EXPEC 7910 ICP-QTOF（from谱育科技官网）Starion星瀚 （from宸安生物官网） 质谱流式的确是个不错的方向，没有那么多的巨头挡着，技术路径比较简单，市场前景又很明朗，还能彰显大国重器，为国分忧，是再好不过的潜力股了。在笔者看来，质谱流式技术的发展才刚刚开始，技术的迭代、细分和升级依然大有可为。未来的领先地位或许不会是Standard BioTools掌握，至少从目前的趋势看不会。国产质谱的崛起需要有一款旗帜产品在全球树立国产质谱的形象，质谱流式目前就具备这样的特质。参考资料：[1]Palladium-based Mass-Tag Cell Barcoding with a Doublet Filtering Scheme and Single Cell Deconvolution AlgorithmDOI: 10.1038/nprot.2015.020.[2]Meeting the Challenges of High-Dimensional Single-Cell Data Analysis in Immunologyhttps://doi.org/10.3389/fimmu.2019.01515[3]单细胞蛋白组学之质谱流式细胞技术https://phoenix.tsinghua.edu.cn/index.php?c=show&id=19[4]Progress and Applications of Mass Cytometry in Sketching Immune LandscapesDOI 10.1002/ctm2.206[5]The Nobel Prize in Physiology or Medicine 1977https://www.nobelprize.org/prizes/medicine/1977/summary/[6]Standard Biotools财报https://investors.fluidigm.com/static-files/5ac228c4-b83b-4027-affc-5d8a9b65febb[7]多伦多大学杂志访谈：Seeing Into the “Soul” of Cellshttps://magazine.utoronto.ca/research-ideas/science/scott-tanner-cell-analysis-cytof-mass-cytometry/[8]Standard BioTools官网https://www.fluidigm.com/[9]中国第一台CyTOF 2质谱流式细胞仪震撼亮相厦门大学https://www.bio-equip.com/news.asp?ID=453068556[10]C&EN专访：Instrumental Efforts——Entrepreneurs take big risks to bring the latest scientific tools to markethttps://cen.acs.org/articles/89/i32/Instrumental-Efforts.html[11]Garry Nolan’s Labhttps://web.stanford.edu/group/nolan/index.html[12]MIBI-TOF: A multiplexed imaging platform relates cellular phenotypes and tissue structureDOI: 10.1126/sciadv.aax5851

随着生命科学的不断发展及对单细胞分析手段越来越高的需求，传统的荧光流式细胞技术已不能满足科学家们的需要。质谱流式技术(Mass Cytometry)因此应运而生。它通过对传统流式技术和质谱技术的整合，是目前单细胞多参数分析中最先进的技术之一，也有越来越多国内的科研、临床及药物研发的工作者们将他们敏锐的目光投向了这一先进的技术，研究方向涉及肿瘤、免疫、转化医学、干细胞、药理研究等诸多领域。尤其是2020年新冠疫情爆发，质谱流式细胞技术在这一领域更是提供了良好的支持。这里是2020年质谱流式平台部分令人印象深刻的文章。　　图1 质谱流式常见的实验流程　　新冠肺炎研究　　2020年的新冠疫情可以说是年度最大的黑天鹅，给全世界的各个行业都带来了巨大的冲击。而科学工作者和医务工作者们也为了应对这一突发状况做出了巨大努力。在研究过程中，研究人员逐渐发现轻度、中度和重度患者的免疫系统存在显著差异。在这方面，北京佑安医院是比较早的展开研究的单位之一。张玉林等人使用质谱流式成像技术，分析了两位新冠患者肺组织切片的免疫细胞组成。该结果证明，肺组织有CD4 T细胞、CD8 T细胞、NK细胞和巨噬细胞浸润，并且CD45RA T细胞异常是新冠肺炎的特征之一。随后，欧阳雅博和王文敬(图2)等人分别发表文章，分析了不同病程病人的基因表达水平和T细胞占比。测序结果显示，重症病人的T细胞数量下降，其激活和分化的基因表达水平下调。通过质谱流式分析PBMC样本，不同病程的患者的免疫细胞组成同样差异巨大。紧接着，时红波等人又在单细胞蛋白和细胞因子两个层面分析了新的病例，除了进一步验证了上述细胞亚群比例下降之外，还发现IL-2等细胞因子的浓度降低。而且，免疫细胞比例和细胞因子浓度均可用于预测患者病情的恶化程度。这些研究为我们了解新冠肺炎的进展和诊断提供了巨大支持。　　图2 质谱流式分析不同病程病人的PBMC中免疫细胞占比情况。Wang et al.　　加利福尼亚大学的Neidleman等人使用含38个靶点的质谱流式panel分析了9名新冠治愈者的样本，证明了恢复期患者的T细胞特异性激活，其中的CD4 T细胞和CD8 T细胞分别主要由Tcm和Temra细胞组成。这些细胞表达CD127(IL-7受体)，可以稳定增殖，并且持续2个月以上。德国的Schulte-Schrepping等人则联合应用单细胞转录组和质谱流式，在转录组和蛋白水平分别分析了100例临床样本，该研究的内容倾向于髓系细胞。结果显示重度患者的骨髓紧急生成，表现为免疫抑制的前中性粒细胞、幼稚中性粒细胞、功能障碍的成熟中性粒细胞和抑制性HLA-DRto单核细胞大量出现。路易斯维尔大学的Morrissey等人同样重点研究了髓系细胞，其方向则是中性粒细胞对于炎症和病程中出现的凝血问题。结果显示重症患者样本中存在低密度炎症中性粒细胞亚群，并在临床上与D-二聚体和全身性IL-6和TNF-α水平相关，可导致新冠相关的血栓等凝血疾病的出现。　　免疫响应图谱与疾病治疗　　对疾病本身的分析固然重要，但是当务之急是疾病治疗。合理的治疗方案则离不开对患者的免疫系统的持续检测，这里包括了体液免疫和细胞免疫两个部分(图3) 。　　图3 影响免疫反应的各种细胞类型　　Rodriguez等人在治疗过程中，纵向监测了39名新冠患者的免疫反应，绘制了康复过程中的免疫轨迹。结果发现，IFNγ-嗜酸性粒细胞在肺部过度炎症反应之前激活，并随着病情改变了细胞的凝集作用。苏黎世大学的Chevrier等人利用质谱流式和血清蛋白质组学，分析了患者们的先天免疫状态。CD169+ 单核细胞迅速扩增，全身性CCL3和CCL4水平升高等等的一系列数据，支持了病理性先天免疫可能是新冠感染的关键机制，以及重度新冠肺炎需要抗炎干预措施。这一结果揭示了炎症反应在新冠肺炎中的作用，进而出现了一些与之相关的研究。苏黎世大学医院的Adamo等人继续了CD8 T细胞和相关炎症的研究。通过分析发现，不论是绝对数量还是相对数量，外周血CD8 T细胞均下降明显，而且T细胞凋亡和向炎症组织迁移是外周血T细胞减少的原因。并且，IL-7(一种T细胞的生长因子)水平升高，这一结果表明了患者全身T细胞减少和T细胞增殖增加的迹象。质谱流式结果的拟时分析同样显示，重度新冠患者存在广泛的T细胞减少现象，以及随后的T细胞增殖增加的特征。这些结果表明，CD8 T细胞减少可能是重度新冠的标志，并进一步定义了破坏性的炎症环境，以及临床应针对性的及时抗炎，以提高治疗效果。斯坦福大学的Arunachalam等人报告了一种系统生物学方法，用于评估轻至重度疾病的新冠患者的免疫状况。该团队使用用于蛋白质磷酸化特异性表位的胞内标志物的质谱流式磷酸蛋白panel，对PBMC中的免疫细胞表型进行了分型。结果发现，在患者的PBMC中，骨髓细胞HLA-DR和促炎细胞因子表达降低，浆细胞样DCs mTOR信号和IFN-α的产生受损。相反，血浆中炎症介质(包括EN-RAGE、TNFSF14和抑癌蛋白M)的水平升高，这与疾病的严重程度和人血浆中细菌含量的增加有关。最值得注意的是，在所有感染的个体中，成浆细胞和效应CD8+ T细胞的频率增加，并且CD8+效应T细胞的反应时间延长。在新冠肺炎的治疗方面，质谱流式同样起到了重要的作用。冷子宽等人利用间充质干细胞对新冠患者进行治疗，并逆转了重症病人的细胞因子风暴。利用质谱流式检测，可以看到治疗后的患者免疫细胞组成恢复正常。　　疫苗开发　　根据前期的对于新冠病情的分析不难看出，CD8 T细胞对于消除和保护病毒感染至关重要。Schulien等人利用MHC-I四聚体分析定义了新冠肺炎康复期患者的特异性CD8 T细胞的抗原表位，设计利用抗原多肽刺激T细胞，使其被激活为新冠病毒特异性T细胞。新激活的T细胞与原有的T细胞的功能类似，可以对患者起到保护作用。加州大学旧金山分校的Neidleman等人则利用质谱流式确定了疫苗的潜在目标。他们利用定制的离体模型，使用38个标记的抗体panel定义了康复期新冠患者的SARS-CoV-2特异性T细胞表型。该研究确定了针对SARS-CoV-2的有效免疫力的共同特征，并建议诱导类似的针对该病毒的长寿命CD4+和CD8+ T细胞应答作为疫苗接种策略，并评估疫苗诱导的SARS-CoV-2特异性T细胞应答的特征。弗吉尼亚梅森医学中心的DeGottardi等人利用质谱流式研究了黄热病病毒的疫苗。他们分析了cCXCR5 T细胞的起源和发育(cCXCR5可用作TFH细胞活性的生物标志物)。利用这一方法来评估疫苗的安全性。通过对比疫苗接种前后病毒特异性T细胞的活化情况，证明了该疫苗仅引起了病毒特异性T细胞数量的增加，其他类型的细胞不受影响，进而证明了疫苗的安全性。法国疫苗研究所的Palgen等人，利用质谱流式评估了疫苗的接种时间间隔与免疫保护之间的关系。他们利用35个标记的抗体panel，分析了安卡拉病毒疫苗的短期和长期接种方案所产生的影响。间隔2周进行两次皮下注射会导致免疫反应的二级反应减弱和类似的先天髓系反应。相反，间隔2个月可以改善抗体反应的质量，并涉及更多的活化成熟先天细胞。文章揭示了中性粒细胞的新特征，并发现了相关的嗜酸性粒细胞在疫苗响应中的作用，从而确定了初次免疫-加强接种过程中先天性和适应性免疫的机制。在疫苗上市后的安全评价上，质谱流式同样发挥着作用。2009年流感大流行，有证据表明接种疫苗导致了1型嗜睡症(NT1)的发病。隆德大学的Lind等人利用质谱流式分析了GSK公司的Pandemrix® 导致的NT1患者的免疫学特征。结果显示，受影响患者中特异性T细胞亚群明显减少。这项研究标志着使用单细胞分析来解释疾病发病机理和免疫过程的新方法的可能性，并证实了进一步研究CD8+ T细胞以用于未来潜在疗法的观察。马萨诸塞州的Reeves等人，针对寇热(Q-fever，一种由贝纳立克次体(Cb)引起的类流感疾病)，在小鼠模型上展开了研究。研究人员利用质谱流式平台，使用200μL的样本分析了疫苗接种后，循环免疫细胞群的变化(图4)，证明疫苗接种10天内即起到了保护作用，并至少持续到了接种后35天。这项研究完善了对Cb疫苗接种的综合免疫反应的理解，确定了关键免疫调节蛋白的新作用，并为评估Cb候选疫苗提供了信息，同时使反应原性降至最低。　　图4 评估接种Cb疫苗后关键标志物的表达 Reeves et al.　　肿瘤研究与治疗　　免疫疗法是目前癌症疫苗和治疗最引人注目的领域之一，而质谱流式具有识别新抗原特异性T细胞的独特能力，因而在区分疫苗特异性激活的免疫细胞方面脱颖而出。加利福尼亚大学旧金山分校的Mueller等人报告的一项针对弥散性中线神经胶质瘤(DMG，一种致命的小儿脑癌)的临床研究中，研究人员评估了含有特定H3突变的DMG患者中，针对该突变的疫苗的安全性、免疫反应性和有效性。该疫苗每三个月进行一次免疫监测和成像，并使用质谱流式评估PBMC中的免疫反应。该小组利用MHC Dextramer® (图5)和质谱流式技术来分析多个免疫亚群，以更好地探索疫苗触发的抗原反应性CD8+ T细胞与延长的中位OS之间的关联。结果发现，H3反应性CD8+T细胞扩增的患者的中位OS为16.1个月，而相应患者的中位OS为9.8个月。该疫苗的接种耐受性良好。与无应答者相比，H3特异性CD8+免疫应答的患者OS延长。而实验本身则证明了对于细胞表面，细胞质，细胞核等免疫监测的重要性。这项研究验证了质谱流式技术对基于CD8+ T细胞的免疫疗法进行高维免疫监测的能力。　　弗雷德哈钦森癌症研究中心的Li等人通过CyTOF技术结合MHC四聚体来研究免疫检查点治疗的小鼠模型，以便更多地了解免疫检查点抑制剂如何影响肿瘤特异性T细胞，以及这些细胞为何未能成功攻击肿瘤细胞。研究人员发现，活化的肿瘤特异性CD8 +肿瘤浸润淋巴细胞(TIL)在免疫治疗后大量扩增，但是并未导致肿瘤消退。结合单细胞转录组测序的结果，TIL扩增与表型变化相关，包括耗竭marker富集、CD39表达和靶向肿瘤细胞的TCR激活等等。这项工作为研究肿瘤中的新抗原提供了一个新模型，并重新探讨了新抗原特异性T细胞在免疫治疗中的作用。　　图5 金属标记的MHC四聚体示意图，用于鉴定抗原特异性T细胞　　由于篇幅有限，这里仅仅列举了部分研究领域相关的论文，但是令人印象深刻的论文远不止我们所提到的这些。质谱流式可以在单个样本的单细胞水平检测大量(≧50个)不同的蛋白靶标，从而使其能够高效、快速、可靠地获得全面的免疫图像。指示疾病的进展或改善情况。

质谱流式细胞术及其在精准医学中研究进展张浩1,2,3, 韩国军1,2,31北京大学跨学部生物医学工程系；2北京大学口腔医院；3 北京大学医学部医学技术研究院。质谱流式细胞术（Mass Cytometry）是近年来应用最为广泛的单细胞技术之一种。其将流式细胞技术与质谱分析技术结合在一起，用金属同位素代替荧光标记特异性抗体或探针，并利用质谱来定量同位素标签，可以在单细胞水平完成多种生物标志物的检测分析，包括核酸、蛋白质及其它小分子。其具有高通量、高灵敏度和高稳定性等优点，尤其适合于肿瘤、免疫、血液、药物和遗传学等学科的研究。当前新冠病毒COVID-19对人体免疫系统造成严重侵害，质谱流式技术能够更深入、全面的分析人体免疫系统的各种细胞亚型及其比例的变化，并预测临床病程的变化趋势，对于早期诊断、治疗与病理研究具有重要意义。 （一） 质谱流式细胞术发展历史图 1美国斯坦福大学医学院Garry Nolan 实验室中三台质谱流式仪器： CyTOF 1， CyTOF 2，CyTOF 3 （Helios）和BD公司荧光流式细胞仪LSR II。[1]质谱流式细胞术从最初的分析方法学概念到单细胞仪器装置、最终在基础生物学与临床医学中取得重要的应用，经过近二十年的发展历程。图1为2015年美国斯坦福大学医学院免疫学与微生物学系Garry Nolan教授实验室中三台不同型号CyTOF质谱流式仪与BD公司荧光流式细胞仪同时使用的照片。回顾质谱流式细胞术的发展历史，有三位重要的科学家作出了杰出的贡献。如图2中所示，首先2002年清华大学张新荣教授在学术期刊Analytical Chemistry中第一次提出元素标记策略用于电感耦合等离子体质谱的生物大分子检测的方法学研究[2]；2009年加拿大多伦多大学的Scott Tanner教授在学术期刊Analytical Chemistry中首次发布质谱流式细胞仪（Cytometry for Time of Flight，CyTOF）的研究工作[3]，并成立DVS Sciences公司将传统流式细胞术与电感耦合等离子体质谱相结合，推出了首台商用质谱流式分析仪器。2011年斯坦福大学Garry Nolan教授首次将质谱流式技术成功应用于临床血癌免疫性疾病的单细胞的表型与磷酸化蛋白信号通路研究[4]，开创了质谱流式医学应用的新篇章。2014年，DVS Sciences公司和质谱流式技术被美国Fluidigm公司收购，随后分别于与2015年和2017年陆续推出了Helios质谱流式系统和Hyperion组织成像系统以及700多种相关抗体和预设计标记试剂盒。目前为止，全球已经安装超过200台质谱流式细胞仪，中国拥有30台以上。并且，已经有50多个临床试验使用了质谱流式细胞术，这表明高通量、高灵敏、高稳定的质谱流式时代已经来临。图2 质谱流式细胞术三位主要奠基人：图A左一为清华大学张新荣教授；图A右一为加拿大多伦多大学Scott Tanner教授； 图B第一排右一为美国斯坦福大学Garry Nolan。（二） 质谱流式细胞术原理质谱流式细胞术主要工作原理是通过重金属同位素标记抗体或探针，然后识别细胞表面或内部信号，被标记的细胞以细胞悬液形式进入雾化器，随后样品在等离子体内发生汽化，产生离子云、离子在四级杆内根据质荷比进行筛选，然后在时间飞行器中通过已知强度的电场加速后到达检测器，而其到达检测器的飞行时间与离子质量有关。最后将原子质量谱的数据转换为细胞表面或内部的信号分子数据，并通过专业计算机分析软件对获得的数据进行降维处理分析，从而得到细胞外部表型和内部信号网络的数据结果。图3 质谱流式细胞术金属稳定同位素标记探针。包括标记单克隆抗体分子的稀土同位素；标记细胞编码的贵金属同位素；标记细胞周期的卤素[1]。北京大学韩国军教授首次建立了48种稳定同位素单克隆抗体统一标记策如图3所示，并定量分析了镧系、钇、铟、钯同位素间的CyTOF质谱干扰。系统性的建立了标准方法用于同位素标记抗体定量分析、抗体活性与选择性验证、以及抗体细胞染色浓度优化等，被多个国际质谱流式实验室作为同位素抗体标记标准手册使用。与传统流式技术相比，质谱流式细胞术主要有以下优势：① 前者使用荧光基团偶联抗体或分子，后者主要通过金属同位素进行标记，因为细胞中不含或很少含有这些金属同位素，因此背景信号较低，检测数据可靠性较高；② 传统荧光流式采用激光器和光电倍增管作为检测手段，最多可同时检测通道数不足20个，而质谱流式细胞术使用ICP-MS作为检测手段，不仅提高了检测通道数，可同时检测100个左右参数，而且避免了通道信号之间的串色干扰，无补偿或补偿非常小，使方案设计更加容易。③ 除可以在单细胞水平进行自身多参数分析以外，还可以检测分析一些金属治疗药物的分布及代谢情况，比如顺铂类化疗药物等。但质谱流式细胞术当前也存在一些问题，比如样本采集速度慢，每秒最多约1000个事件；测量不同样本之间需要程序清洁，导致每个样本平均测样时间延长；由于样本被气化，所以无法进行前向散射和侧向散射测量，也不能分选回收细胞进行后续实验等。（三）质谱流式细胞术的应用3.1 细胞表型鉴定与信号通路检测质谱流式细胞术非常适合对复杂的细胞表型进行深层次分析，可以区分在疾病发展过程中发挥不同作用的相似细胞，这对疾病的个体化治疗具有重要意义。Su等人通过对结直肠癌患者血液中的T细胞群进行质谱流式分析，展示了患者个体及不同患者之间 T 细胞亚群的表型多样性[5]。此外，Lelieveldt等用HSNE进行数据分析，在免疫细胞中发现了稀有细胞群[6]。分析细胞因子可以为研究免疫激活状态提供新的视角。Vendrame 等人利用 CyTOF评估细胞因子对自然杀伤 (NK) 细胞的影响，发现白介素 (IL)-12/IL-15/ IL-18刺激可显著增加NK细胞中γ干扰素 (IFN‐γ)的表达[7]。Doyle等对丙型肝炎病毒(HCV)感染患者的肝脏和外周血中的浆细胞样树突状细胞(pDCs)进行了研究，证明肝脏pDC具有多功能性，能够在慢性HCV感染期间产生大量的IFN-γ 和其他免疫调节因子[8]。随着检测细胞因子的报道不断增多，CyTOF将可能成为免疫细胞功能研究中不可或缺的工具。细胞受外界刺激后，细胞内信号网络会做出相应反应。使用靶向磷酸化蛋白的金属螯合抗体，CyTOF能够检测单个细胞内的信号通路。Shinko等人为临床血样提供了磷酸化信号蛋白染色的优化方案[9]。厦门大学周大旺教授团队应用 CyTOF质谱流式细胞仪发现了Hippo信号通路中转录共激活因子TAZ在调节 CD4+初始T细胞分化为Th17细胞和Treg细胞的过程中发挥着关键调控作用及其重要机理[10]。 3.2细胞周期鉴定、RNA和蛋白质的共同检测细胞周期改变是肿瘤进展、生物发育和免疫调节的重要方面。Behbehani 等人开发了一种新的CyTOF方法来描绘细胞周期阶段，分别使用IdU、磷酸化视网膜母细胞瘤抗体、细胞周期蛋白 B1抗体、细胞周期蛋白 A 抗体和磷酸化组蛋白H3抗体来标记S、G0、G1、G2、和 M 期细胞[11]。并利用这种细胞周期鉴定方法，研究展示了介导急性髓性白血病化疗敏感性的细胞周期差异[12]。为了能够在单细胞分辨率下同时检测 RNA 和蛋白质，Frei 等人开发了 RNA 邻近连接技术 (PLAYR)[13]。PLAYR包括杂交、连接、滚环扩增和检测四个阶段。针对目标RNA设计两个相邻区段的探针，与目标RNA结合后再与Backbone和Insert两个探针进行杂交，随后Backbone和Insert探针连接成一个环，做为后续滚环扩增的模板，与带有金属标签的探针杂交后就可以扩增并检测了。PLAYR的优势在于可以同时兼容蛋白检测，在实验过程中，可以先用抗体对胞内外蛋白进行标记，然后在用PLAYR流程对RNA进行原位标记和扩增。我们可以根据表面Marker对细胞进行亚群分析，深入研究每个亚群中信号通路、转录因子的激活及其相关基因的表达。并且利用PLAYR监测脂多糖刺激后PBMCs中8个细胞因子mRNA和18个蛋白表位的变化，揭示了每个细胞的功能能力与其蛋白标记物表达之间的相关性。3.3 质谱流式细胞术成像Geisen 等人使用 CyTOF 对组织样本进行成像以获得蛋白质空间组学[14]。他们提出的IMC （Imaging Mass Cytometry）技术使用分辨率为 1 μm 的激光光斑进行烧蚀、雾化、电离，并通过惰性气流传送到质谱检测器。IMC 被认为是具有里程碑意义的发展，因为它在亚细胞分辨率下将细胞间相互作用和的空间信息联系在一起，并能同时分析多达50种参数。自推出以来，IMC 正迅速被应用于各个研究领域。Damond 等人使用 IMC 对4例非糖尿病患者、4例首发1型糖尿病患者和4例长期1型糖尿病患者的胰岛进行研究，描述了人类1型糖尿病的进展，并发现在发病之前β胰岛素细胞表型已经发生改变[15]。另一类元素标记的单细胞成像技术是利用二次离子质谱SIMS（Secondary Imaging Mass Spectrometry），图4为北京大学韩国军教授利用NanoSIMS 50L质谱对Hela单细胞核中新生成的DNA与RNA的时空分析[16]。图4 基于二次离子质谱的高分辨Hela细胞核成像技术与人工智能机器学习数据分析。3.4 新冠肺炎检测及治疗 Silvin等人对COVID-19 患者外周血进行单细胞CyTOF及RNA测序，发现血浆内钙结合蛋白水平和非典型单核细胞减少可以鉴别严重的COVID-19患者[17]。Schrepping等人对全血和外周血单个核细胞进行RNA测序和单细胞蛋白质组学分析，揭示了SARS-CoV-2感染后免疫系统的反应[18]。而Rendeiro等人利用质谱流式细胞术进行空间成像，研究包括SARS-CoV-2 感染在内的人类急性肺损伤的细胞组成和空间结构。从而使我们能够从结构、免疫学和临床角度提出生物学上可解释的肺病理图谱，为理解COVID-19和一般的肺损伤病理学提供了重要的基础[19]。（四）总结质谱流式细胞术相较传统荧光流式细胞技术具有可以同时检测更多参数不需补偿、方案设计简单、灵敏度高等优点。其多参数检测的特征尤其适合对细胞表型、细胞因子、信号通路等进行深层次分析，适用于肿瘤、免疫系统疾病、传染病、血液病、药物临床试验、预后评估等方面研究。但质谱流式细胞术也存在采样较慢、清洁费时、成本较高等问题，因此还需研究人员根据自己的实验目的及需求进行选择。参考文献：1. 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Damond N, Engler S, Zanotelli VRT, et al. A map of human type 1 diabetes progression by imaging mass cytometry[J]. Cell Metab. 2019 29(3):755‐768.e5. DOI:10.1016/j.cmet.2018.11.014.16. Coskun. A. F., Guojun Han, Ganesh S. et al. Nanoscopic subcellular imaging enabled by ion beam tomography, Nature Communications, 2021, 12(789)17. Silvin A, Chapuis N, Dunsmore G, et al. Elevated Calprotectin and Abnormal Myeloid Cell Subsets Discriminate Severe from Mild COVID-19[J]. Cell, 2020 182(6):1401-1418.e18. DOI: 10.1016/j.cell.2020.08.002.18. Schulte-Schrepping J, Reusch N, Paclik D, et al. Severe COVID-19 Is Marked by a Dysregulated Myeloid Cell Compartment[J]. Cell, 2020 182(6):1419-1440.e23. DOI:10.1016/j.cell.2020.08.001. 19. Rendeiro AF, Ravichandran H, Bram Y, et al. The spatial landscape of lung pathology during COVID-19 progression[J]. Nature, 2021 593(7860):564-569. DOI:10.1038/s41586-021-03475-6. 【作者简介】张浩 博士 2020级北京大学口腔医学技术专业科研型博士，导师韩国军教授。硕士就读于山东大学口腔医院（导师刘少华教授），从事血管瘤临床治疗及泡沫硬化剂的改良研究，发表SCI论文4篇。目前师从韩国军教授，主要从事口腔鳞癌单细胞质谱研究及质谱病理诊断新方法研究。韩国军 研究员北京大学跨学部生物医学工程系研究员、博士生导师，北京大学口腔医院双聘博士生导师。2013年毕业于清华大学化学系（导师张新荣教授），2013至2020年在美国斯坦福大学医学院Mass Cytometry创始人Garry Nolan课题组从事新一代质谱流式相关技术与临床医学应用研究。曾获教育部自然科学一等奖，并在Nature Communications、Nature Protocols、Cell Reports、Angew Chem、Anal Chem、Cytometry等发表论文20余篇。目前主要从事质谱新技术在临床医学中应用研究，与北京大学口腔医院、北京大学第三医院、北京大学第一医院开展单细胞质谱流式临床精准医学研究。点击查看流式细胞仪专场Webinar预告（点击报名）专家约稿招募：若您有生命科学相关研究、技术、应用、经验等愿意以约稿形式共享，欢迎邮件投稿或沟通邮箱：liuld@instrument.com.cn微信/电话：13683372576扫码关注【3i生仪社】，解锁生命科学行业资讯！

• 质谱成像技术(Mass Spectrometry Imaging, MSI)实现直接检测组织样本中化学成分的同时，保留其在样本上的位置信息，获得目标化学成分的二维空间分布特征，该项技术广泛应用于医学、药学、食品、环境等多个领域的研究中。 • 岛津新一代iMScope QT成像质谱显微镜，在质谱成像检测的基础上内置光学显微镜平台，将显微镜获取的光学图像与质谱分析获得的化学信息结合为一体，并配合完整的前处理基质涂敷设备，为相关研究提供更快、更强、更稳定的成像质谱分析系统。 图1 岛津新一代成像质谱显微镜从iMScope TRIO到iMScope QT(拍摄于岛津中国创新中心) 图2 包含样品前处理、质谱检测及数据解析的完备成像质谱分析平台 iMScope QT成像质谱显微镜可对更广范围的样品以更快速度进行高空间分辨率成像质谱分析，为研究提供更加有效可靠的数据。 应 用 案 例 简 介 【01】对小鼠脑切片的整体和局部进行高速、高准度、高空间分辨率分析 对小鼠全脑切片(约17mmx9.4mm)进行分析，空间分辨率为15μm，检测区域包含1126x624共702,624个像素点，检测时间约6小时。 表1 分析条件图3 小鼠脑切片(整体)光学图像及质谱图像 (a) 光学图像；(b) PI(38:4)的质谱图像；(c) Sulfatide (C24:1)的质谱图像，空间分辨率15μm 根据检测区域的大小及检测目标，可选择显微镜的不同放大倍数拍摄微小部位更加清晰的光学图像并进行高空间分辨率的成像质谱分析。通过质谱图像与光学图像的准确叠加，判断化合物的真实分布位置。对小鼠小脑区域进行空间分辨率为5μm的高空间分辨率检测，采集区域包括662x595, 共393,890像素点，检测时间约为2.2小时。 图4 小鼠脑切片(局部:小脑)光学图像及质谱图像 (a) 光学图像；(b) PI(38:4)的质谱图像；(c) Sulfatide (C24:1)的质谱图像，空间分辨率5μm 【02】小鼠脑中氯丙嗪分布的检测 小鼠(8周，雄性，C57BL/6J)灌胃后(单次灌胃，剂量200mg/kg)，根据相应步骤制备10μm脑切片，利用iMScope QT系统获取光学图像后，使用iMLayer进行基质升华，在切片表面沉积0.7μm厚的CHCA基质层，然后在iMScope QT中进行MSI分析，激光直径20μm，采集间距50μm。图5显示了氯丙嗪在小鼠脑中的分布情况。 图5 小鼠脑中氯丙嗪分布的质谱图像 【03】小鼠肝脏中Heme B的检测 制备小鼠肝脏切片，使用iMLayer进行基质升华9AA (基质层厚度1μm)，进行成像质谱分析，空间分辨率5μm，图6中各图标尺为100μm。结合光学图像可获得目标化合物的准确分布位置，并可任意选择感兴趣区域进行比较及数据解析。 图6 小鼠肝脏切片中血红素与血管附近脂质分布(a)小鼠肝脏切片(包含血管)的光学图像；(b)Heme B在小鼠肝脏血管区域分布的质谱图像；(c) Heme B质谱图像与肝脏切片光学图像的叠加 （d）血管中Heme B (绿色)与血管附近脂类成分(红色)的空间分布特征 总 结 新一代成像质谱显微镜iMScope QT不仅传承iMScope系列光学显微镜质谱仪的设计理念，同时融合形态学图像并实现高速、高灵敏度和高空间分辨率的成像分析。实现对样品进行形态学上的细微观察，也可以得到样品上特定部位的化学信息，为科研工作提供更加可靠、稳定的数据支持，进一步扩展其在相关研究领域应用的可能性。

8月11日，中国科学院肿瘤与基础医学研究所单一采购富鲁达流式质谱仪，预算930万元。　　采购人： 中国科学院肿瘤与基础医学研究所(筹)　　项目名称： 流式质谱仪　　拟采购的货物或服务的说明：　　标的名称： 流式质谱仪　　数量： 1　　预算金额(元)： 9300000　　单位： 台　　拟采购的货物或服务的预算总金额(元)： 9300000　　采用单一来源采购方式的原因及说明： 该流式质谱仪购置要求整合组织成像和质谱流式两种技术，支持最多135个检测通道，75-809道尔顿高通量，可同时进行金属标准的抗体以及生物大分子标记物检测，据目前市场了解，可满足该寄出医学研究所需的数据类型和数据量以及单细胞水平精度的仅有Fluidigm公司一家生产，建议采用单一来源采购方式。　　拟定供应商信息　　名称： 杭州易科诺生物科技有限公司　　地址： 杭州市经济开发区财通中心1006室质谱流式单一来源论证.pdf

2001年，科学家提出了一种使用过渡元素标记抗体，并利用抗体和待测样品的免疫结合，最终通过ICP质谱或ICP发射光谱进行检测的方法，由此开启了质谱流式的纪元。质谱流式技术（Mass Cytometry）也称为飞行时间流式细胞仪 (CyTOF)，融合了流式细胞仪的实验平台和元素质谱，结合了传统流式技术高效的单细胞研究能力和飞行时间质谱的全谱高分辨率优势。本届流式细胞网络大会特别设立【质谱流式技术及应用】分会场，来自多家知名高校、科研院所、医疗机构专家交流关于质谱流式技术在基础科研、临床医学中的应用进展。 部分精彩报告预览 报告题目：质谱组织成像技术结合MHC四聚体染色观测抗原特异性T细胞报告嘉宾：付国厦门大学 医学院 教授【摘要】 抗原特异性T细胞在抗病毒和抗肿瘤免疫反应中发挥着至关重要的作用。它们的数量，分布和功能是重要的检测指标，特别是它们在组织原位的状态可以帮助研究人员对免疫反应进行评估。现有的免疫荧光显微镜观察方法可检测的通道数目有限，无法提供高维度的分析。我们尝试利用质谱组织成像技术的高维度特点结合MHC四聚体对抗原特异性T细胞进行原位染色和检测，初步证明了这种方法的可行性和应用价值。报告题目：质谱流式技术--从基础科研到临床应用报告嘉宾：季庆华 浙江普罗亭健康科技有限公司 技术总监【摘要】 质谱流式技术作为一种全新的流式技术，采用了金属同位素来标记抗体，并通过飞行时间质谱来检测金属同位素的含量。每种金属同位素作为一个检测通道，通道之间互不干扰，避免了补偿计算的误差，可实现数百万个细胞的超多参数同步检测，可以帮助临床更深入地了解机体的免疫状态，辅助疾病的诊断及疗效检测，指导临床治疗方案。报告题目：单细胞蛋白检测系统研制及临床应用报告嘉宾：丁显廷 上海交通大学 特聘教授【摘要】 蛋白是生命活动的物质基础。在单细胞水平开展多重功能蛋白的精密测量，能够揭示细胞间异质性，还能充分利用稀有珍贵生物临床样本，是体外诊断、精准医学、生命基础科研、新药创制等领域不可或缺的基础技术能力。单细胞的痕量蛋白捕获富集、微量精准特异检测、高维蛋白互作分析，是单细胞蛋白研究领域三个必不可少、紧密关联、层层递进的研究方向。捕获富集需要材料科学和微纳制造的创新、微量定量检测需要分析化学和机械工程的攻关、互作分析需要生命科学和临床医学的基础。报告将讨论近期的一些科研进展和临床应用。报告题目：质谱流式技术在CAR-T细胞治疗中的最新应用进展及样本制备、数据分析技巧分享报告嘉宾：原丽华 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 高级工程师【摘要】 质谱流式技术作为新一代的单细胞蛋白质组学工具可以在更高维度上对免疫系统进行解析，已经应用在肿瘤免疫、感染免疫等众多领域。在CAR-T细胞治疗回输后免疫系统重建评估和免疫监测方面也可提供有效的临床信息，帮助改善临床转归。本次报告结合我们在质谱流式样本制备、上机检测、数据分析和后期维护中的一些体会和大家做一个分享。报告题目：Integrated Spatial Multi-Omics Analysis Reveals Regional Features and cGAS Pathway Involvement in HCC Response to Combined TACE and ICB Treatment: A Clinical Trial Study报告嘉宾：盛剑鹏 浙江大学 特聘研究员/副研究员【摘要】 Hepatocellular carcinoma (HCC) remains a significant clinical challenge due to the complex tumor microenvironment and limited responses to treatments. In this clinical trial study, we developed a comprehensive spatial multi-omics framework, encompassing spatial proteomics, spatial transcriptomics, single-cell RNA sequencing (scRNA-seq), and bulk transcriptomics, for HCC clinical trials involving combined Transarterial Chemoembolization (TACE) and Immune Checkpoint Blockade (ICB) treatments. This approach enabled the identification of opposing regional and interactional features influencing HCC response to TACE and ICB therapies. We observed that responsive and non-responsive features coexist before treatment, but successful TACE and ICB therapy enrich regional anti-tumor features through the cyclic cGAS pathway after treatment. Furthermore, we employed a Graphical classification model based on spatial similarity to predict HCC response to the combined treatment. Our findings provide valuable insights into the complex interactions and pathways that determine HCC treatment outcomes, paving the way for improved therapeutic strategies and personalized medicine. 此外，浙江普罗亭健康科技有限公司也将在本会场围绕质谱流式细胞仪从科研应用到临床应用的发展进程。以上仅为部分报告嘉宾预告，更多精彩内容请查看会议页面：https://www.instrument.com.cn/webinar/meetings/icfcm2023/ iCFCM 2023 交流群 温馨提示:1) 报名后，直播前助教会统一审核，审核通过后，会发送参会链接给报名手机号。填写不完整或填写内容敷衍将不予审核。2) 通过审核后，会议当天您将收到短信提醒。点击短信链接，输入报名手机号，即可参会。会议海报

p style=" text-align: justify line-height: 1.75em text-indent: 2em " strong 仪器信息网讯 /strong 中国政府采购网在2020年3月11日发布了一则“浙江省肿瘤医院关于质谱成像流式细胞仪项目单一来源论证公示”的信息，该项目拟定的唯一供应商是Fluidigm/富鲁达（上海）仪器科技有限公司。 /p p style=" text-align: justify line-height: 1.75em text-indent: 2em " span style=" text-indent: 2em " 据仪器信息网编辑了解，Fuildigm是全球唯一一家拥有质谱与流式细胞仪联用技术专利的公司。此前在2016年时中国政府采购网就曾发布关于富鲁达质谱流式细胞仪的单一来源采购公示信息，4年时间过去，浙江省肿瘤医院发布的单一来源采购申请为“& nbsp 美国Fluidigm公司研发的质谱成像流式细胞分析系统（Helios系统）具备同时检测上百万个单细胞上的最多135个蛋白质分子的技术，并且灵敏度低至单细胞水平。目前全球市场上没有同类技术的产品，建议采取单一来源方式进行采购。” /span /p p style=" text-align: justify line-height: 1.75em text-indent: 2em " span style=" text-indent: 2em " /span /p p style=" text-align: center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202003/uepic/7440e0f6-9dbb-431f-a4c7-a15ccdf20b64.jpg" title=" 截屏2020-03-12上午10.12.59.png" alt=" 截屏2020-03-12上午10.12.59.png" / /p p style=" text-align: justify line-height: 1.75em text-indent: 2em " span style=" text-indent: 2em " /span /p p style=" text-align: center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202003/uepic/6e0e2383-8cc1-415a-8a95-34a388ca4bec.jpg" title=" 截屏2020-03-12上午10.19.09.png" alt=" 截屏2020-03-12上午10.19.09.png" / /p p style=" text-align: justify line-height: 1.75em text-indent: 2em " span style=" text-indent: 2em " /span br/ /p p style=" text-align: justify line-height: 1.75em text-indent: 2em " span style=" text-indent: 2em " 虽然该系统价格方面稍高（具体可查询招标网站信息或与供应商联系），但由于其在单细胞分析等生命科学研究方面的技术进展，质谱流式细胞仪目前已在国内多家院校和科学研究所得到应用。 /span /p p style=" text-align: justify line-height: 1.75em text-indent: 2em " br/ /p p style=" text-align: justify line-height: 1.75em text-indent: 2em " strong span style=" font-size: 16px font-family: 隶书, SimLi " 关于富鲁达 /span /strong /p p style=" text-align: justify line-height: 1.75em text-indent: 2em " span style=" font-size: 16px font-family: 隶书, SimLi " Fluidigm(纳斯达克:FLDM)是一家集研发、生产和销售与生命科学相关的样本制备和分析仪器的高科技型公司，主要针对的市场包括质谱流式检测、高通量基因组学和单细胞基因组学研究，并面向全球领先的学术科研机构、临床研究实验室、制药企业、生物技术和农业生物技术公司提供销售服务。产品基于公司专利的微流控技术和多参数质谱流式技术设计开发，旨在提供高质量数据的同时大幅简化实验流程，提高实验通量，降低实验成本。Fluidigm旗下产品仅供研究使用，不用于临床诊断。 /span /p p br/ /p

——2022上半年生命科学仪器新品盘点系列今年上半年BD率先将光谱流式细胞术与CellView™ 图像技术融合推出看点十足的新品，或将定义细胞分选的新标准、新潮流；赛默飞则是在Attune NxT流式细胞仪的基础上增加了明场成像功能，实现高速、高分辨率巧妙融合；国产流式细胞仪也在今年实现了3激光“零”的突破，为临床用户带来更自由、更灵活的解决方案。为了方便大家熟悉了解这3款流式细胞新品的看点与亮点，小编特别进行了一期简评，供大家学习交流。碧迪:光谱流式细胞术与图像技术结合 重新定义细胞分选标准2022年6月2022年6月，全球领先的医疗科技公司BD(Becton Dickinson)率先将光谱流式细胞术与可分选成像相结合推出新品BD FACSDiscover™ S8 细胞分选仪。区别于传统流式细胞术，该新品所采用的光谱流式细胞术能够捕获样品制备发出的全光谱信号，让科学家使用更多参数对细胞进行分类。同时采用突破性BD CellView™ 图像技术，该技术曾登上过《科学》杂志的封面，可捕获流经系统的单个细胞的图像，并根据每个细胞的详细显微图像分析以高速分选对它们进行分选。通过整合光谱流式细胞术与实时空间和形态学信息，将细胞分析和分选的能力扩展到新维度，使科学家能够进行高参数实验，同时快速查看和分选具有特定、可视化感兴趣特征的细胞，这一进步填补了生物医学研究中长期存在的空白。BD FACSDiscover™ S8 细胞分选仪小编简评：新品FACSDiscover™ S8细胞分选仪代表了BD流式细胞仪创新和领先地位的新篇章，通过将高参数光谱流式细胞仪的功能与前所未有的细胞图像及其内部运作相结合，能够以前无法识别的细胞进行分选，该新品正在定义细胞分选的新标准、新维度。赛默飞: 声波聚焦与高速相机结合 推出全新图像增强流式分析仪2022年1月2022年1月，赛默飞世尔科技发布了新一代Attune CytPix成像型流式细胞仪，Attune CytPix是在Attune NxT流式细胞仪的基础上增加了明场成像功能，既保留了传统流式高速、高参数、大数据分析的优势，又增加了明场观察细胞形态、活性等信息。Attune CytPix成像型流式细胞仪应用声波聚焦专利技术，上样速度相比传统流式细胞仪快10倍。此外，采用专利抗堵设计，大细胞、黏细胞均可轻松上样。赛默飞 Attune CytPix成像型流式细胞仪小编简评：Attune CytPix流式细胞仪是一款图像增强型的流式细胞仪，将声波聚焦流式细胞术与高速相机相结合。用户能够从细胞中收集高性能的荧光流式数据，同时捕获高分辨率的明场图像，从而将图像与流式数据进行匹配，以便更好地了解细胞形态和质量。层浪科技:国产3激光“零”的突破2022年2月2022年2月，北京层浪生物科技有限公司推出国产首台3激光14色16通道流式细胞仪LongCyte，采用全新专利设计的光路系统、电路系统以及信号处理系统，可配置红（638nm）蓝（488nm）紫（405nm）三个激光器；标配自动进样器，适配96孔板（U、V、平底）、流式管、EP管等；强大的软件系统，提供细胞因子、报告编辑、质控监测、LIS连接等功能；可视化用户体验，可深度观察流动室液流状态。依托3激光14色流式细胞仪LongCyte，临床和科研端可用的试剂种类和荧光染料种类更加丰富，能够在仪器上开展的项目更多，实验方案也会更自由、更灵活，兼容性更强。目前，该仪器26种型号已经获得CE认证、NMPA注册批准。层浪科技 LongCyte流式细胞仪小编点评：LongCyte流式细胞仪实现了国产3激光“零”的突破，将国产流式细胞仪技术推向更高水平，为临床用户带来更自由、更灵活的解决方案。中生医疗:新一代高性能智能流式细胞仪2022年6月针对科研检测领域，中生（苏州）医疗科技有限公司于今年6月推出新一代高性能智能流式细胞仪SinoCyte，搭载了全新椭圆光斑激光器和全新WDM分光模块，进一步提高检测灵敏度和稳定性。此外，中生流式细胞仪SinoCyte最高可配置3个激光器，18个检测参数，全自动的检测流程，采集与分析同步进行，大大提高了工作效率。中生医疗 SinoCyte流式细胞仪小编点评：中生流式细胞仪SinoCyte操作简单高效，检测结果精确，代表着中生医疗针对科研检测的高端流式细胞仪迈出重要一步，希望中生医疗能够源源不断为用户带来高品质、高性价产品。后记：BD作为流式细胞行业领头羊，一举一动都备受业界关注，本次新品FACSDiscover™ S8细胞分选仪首次融合了高参数光谱流式技术与细胞图像技术，引起了业内广泛关注，或成为未来流式细胞仪市场的新导向。此外，该新品也是BD首次应用光谱流式技术，在一定程度上说明了光谱流式新技术正被主流制造商认可。而从赛默飞发布的新一代Attune CytPix成像型流式细胞仪可看出，高速、高分辨率图像技术正成为未来流式细胞仪发展的又一新潮流。国产流式细胞仪也取得长足进步。层浪科技推出的桌面式LongCyte流式细胞仪在技术上实现了3激光14色，外观上呈现为桌面型，极大地节约了宝贵的实验室空间。中生医疗面向科研领域用户推出的高性能流式细胞仪SinoCyte，是国产流式细胞仪走向科研市场的节点性动作。

质谱流式细胞术可在数百万个单细胞中同时采样并量化分析50多种蛋白质或蛋白质修饰水平。应用质谱流式可从全新的角度判别细胞种类、细胞表型，评估其功能状态和异质性以研究疾病发生和发展的机制。然而，作为一种新兴单细胞蛋白组方法，质谱流式因其技术特性也存有一些功能上的不足之处。目前该技术最大的瓶颈在于其灵敏度的极限，在单细胞中的每种抗原表位需要累积上百个金属标签标记的抗体才可在质谱流式分析中检测到特异性信号。灵敏度不足的问题，使得一些在人类疾病中至关重要的低丰度蛋白，如大量的转录因子、一部分细胞表面受体蛋白以及某些与特定功能相关的磷酸化位点难以被准确分析。在对小体积细胞，例如免疫细胞和微生物细胞的研究中，质谱流式在技术上则更具挑战性。而之前在多个不同实验室进行的放大质谱流式信号的尝试由于信噪比低、放大效果不强、可控性差等问题并没有获得显著效果。如何在不影响信噪比的情况下对质谱流式进行信号放大是一直以来亟待解决的问题。2024年7月29日，哈佛大学Wyss研究所尹鹏教授团队（伦小康博士、盛宽玮博士为共同第一作者）等在 Nature Biotechnology 期刊发表了题为：Signal amplification by cyclic extension enables high-sensitivity single-cell mass cytometry 的研究论文。该研究开发了一种名为循环延伸扩增（Amplification by Cyclic Extension，ACE）的信号放大技术，通过设计DNA动态探针实现对质谱流式技术（mass cytometry）中抗原表位金属同位素标记信号的高效放大，解决了质谱流式分析中的灵敏度瓶颈问题。ACE技术可同时放大30种以上蛋白表位信号。应用在悬浮质谱流式和成像质谱流式（imaging mass cytometry或IMC）中，ACE皆可大幅提升低丰度蛋白信号检测的灵敏度及准确性。在这项最新研究中，研究团队运用独特的DNA动态探针设计方法，创立了单链DNA循环延伸信号放大（Amplification by Cyclic Primer Extension，ACE）技术，实现了同时对多通道抗原表位信号的高信噪比高效放大，并应用于质谱流式技术上以大幅提高其灵敏度。ACE利用超短DNA序列作为起始探针（initiator）标记抗体并对胞内靶蛋白进行染色（图1）。在低温条件下，反应体系内的延伸探针（extender，含有两个相邻的起始探针互补序列）可互补结合在起始探针上，体系中的DNA聚合酶应用延伸探针为模版延长起始探针。提高体系温度后，延伸探针从延长过起始探针上解离，此时一个反应循环结束。当体系温度再次降低时，下一个延伸循环开始，起始探针进一步被延长。通过对起始探针序列的温控循环延伸，ACE可快速复制金属检测探针（detector）结合位点，引入检测探针后，单个抗体所携带的金属同位素标记物数量大幅提升。为提升DNA结构的热稳定性，该团队又结合3-cyanovinylcarbazole phosphoramidite (CNVK) 紫外交联方法将携带金属标记的检测探针共价结合在延伸后的起始探针上，使得检测探针在质谱流式仪内高温环境中不易解离（图1）。线型ACE（linear ACE）信号放大技术可平均提升信号13倍（图2）。但当分析极低丰度蛋白的单细胞信号或微生物单细胞蛋白信号需要更强信号时，可在线型ACE基础上应用分支ACE（branching ACE）以达到对抗原信号的500倍以上的放大。为配合质谱流式多维度蛋白表位分析特点，该团队通过设计正交DNA探针序列实现了对33种蛋白表位互不干扰的同时信号放大。图1. ACE技术流程示意图图2. 应用ACE逐级提高质谱流式抗原表位信号ACE技术建立后，研究团队首先将其应用与分析上皮-间质转化（EMT）和间质-上皮转化（MET）过程中的分子调控机制。通过对32个上皮和间质标记物、信号分子和转录因子的单细胞分析，将单个小鼠乳腺癌细胞从上皮状态到间质状态再回到上皮状态的转化过程进行时间重构，精准的展示细胞如何通过调节关键转录因子如Zeb-1和Snail/Slug的数量变化来驱动了EMT和MET分子程序。在第二个应用中，团队聚焦于单个T细胞胞内磷酸化信号网络。由于T细胞体积较小，在单细胞分辨率下每种磷酸化位点的表位数量有限，所以此前针对单个T细胞信号网络反应异质性的研究一直较难开展。团队应用ACE同时放大T细胞受体（TCR）信号网络内的30种关键磷酸化位点（图3），研究样本中T细胞在受到外部信号刺激时的胞内磷酸化网络特异性激活状态是如何分别调控介导应激、炎症、细胞增殖等反应的。应用该技术，团队分析了“组织损伤诱导T细胞麻痹”的分子信号机理，利用从手术患者获取的“术后引流液”（POF）样本刺激T细胞，并捕捉TCR信号网络的动态特征，揭示出导致部分CD4+ T细胞停止分裂并引起免疫抑制的胞内信号网络变化。图3. 应用ACE技术分析T细胞胞内信号网络动态变化最后，团队使用ACE结合成像质谱流式（Imaging mass cytometry，IMC）对人体肾脏组织切片中的蛋白表位进行高维度空间分析。通过检查从一名多囊肾病患者获得的肾皮质切片并对经信号放大后的20种肾脏标记物的空间表位分析，团队发现了存在于肾皮质部位细胞和组织结构的新病理特征：与组织修复相关的干细胞标记物Nestin在肾小球中的不均匀表达可能意味着组织的不同部位可能同时经历不同的病理阶段。ACE质谱流式信号放大技术是单细胞蛋白分析中一项革命性的突破。这套独特的生物技术在生物医学的各个层面都有着广泛的应用前景，尤其可将单细胞高维蛋白表位定量分析扩展到之前由于技术限制而从未涉及到的低丰度蛋白组。另外，结合成像质谱流式IMC，可在未来实现基于ACE信号放大的超分辨率空间蛋白组学成像分析。

8月28日，浙江普罗亭健康科技有限公司的质谱流式细胞分析仪PLT-MC601正式获得浙江省药品监督管理局批准的医疗器械许可证（浙械注准：20232221601）。普罗亭质谱流式细胞分析仪PLT-MC601诞生于2010年的质谱流式细胞技术（Mass Cytometry, CyTOF）采用带有金属同位素标签的抗体对细胞进行标记，通过飞行时间质谱分析各细胞上的标签组成，进行细胞表型和功能的深入研究。避免了荧光流式的计算补偿带来的误差和复杂的配色方案，可实现单细胞级多参数同步检测。对比传统流式技术，质谱流式技术主要特点包括：金属标签，采用金属同位素代替荧光基团做标签系统，增强抗体信号强度超高通道，检测范围从80-209amu，可同时检测单个细胞130个抗体通道高准确性，飞行时间质谱的应用，避免串色现象带来的补偿算法误差金属编码技术，质谱流式可支持10种以上的标本同时检测，大幅提高检测通量

布局生命科学与诊断新赛道基于流式细胞分析技术应用解决细胞功能分析研究问题谱育科技在BCEIA 2021重磅发布 质谱流式细胞仪、全光谱流式细胞仪 2款生命科学新品。特邀 张新荣教授 现场新品揭幕及专题报告。张新荣，清华大学化学系教授、博士生导师，BCEIA大会副主席、中国分析测试协会副理事长、中国仪器仪表学会分析仪器分会副理事长等。EXPEC 7910 ICP-QTOF 质谱流式细胞仪 更快、更高、更强的ICP-MSEXPEC 7910青出于蓝而胜于蓝谱育科技ICP-MS产品系列不断开拓创新从ICP-MS 到 ICP-MSMS再到全新推出的高速、高分辨、高能力的ICP-QTOF技术平台将ICP-MS质谱技术推向了新的制高点垂直电感耦合等离子体技术从单质量分辨到全通的带宽连续可调四极杆技术反射式飞行时间质谱技术三位一体，技胜一筹● ● ●EXPEC 7910 质谱流式细胞仪基于ICP-QTOF技术的质谱流式细胞仪，全谱直读质谱分析，整合特有的垂直炬管、90°偏转离子光学、多模式四极杆、全新一代碰撞反应池、垂直引入反射式TOF等优势技术，获得超乎想象的更多、更快、更全的测量信息，解决了生命科学单细胞研究中多元素同时分析的需求。颠覆性的垂直炬管设计（VIP）分析高挥发性有机物和高盐样品时，垂直炬管比传统的水平炬管具有更高的耐受性和等离子体稳定性，炬管和离子接口的使用寿命更长。直角离子光学（RIO）高效离子传输，彻底消除中性粒子干扰，提高信噪比。多模式四极杆（MMQ）高稳定性纯钼四极杆，具有单质量分辨、段扫描、全通多种工作模式。瀑布流式高效碰撞反应池（DFC）第三代碰撞反应池，瀑布流式进气设计，碰撞和反应截面更大，干扰消除更彻底。高压缩比矩形离子整形光学系统（ISO）创新设计，高效压缩离子束，提高离子利用率和传输效率。oa-TOF质量分析器垂直引入反射式飞行时间质量检测器，更高分辨率，更高灵敏度，更快速度。应用方向

&ldquo 人类天生就可以收集大量的视觉信息。&rdquo 范德堡大学医学院斯坦福· 摩尔生物化学主任与质谱研究中心主任 Richard Caprioli 表示，&ldquo 我们喜欢图样、我们喜欢照片，我们通过一张简单的照片可以获得大量的信息。&rdquo 　　在 Caprioli 看来，这一点解释了质谱成像技术(MSI)为什么越来越受欢迎。尤其是这项技术可以帮助组织学家获得原本需要数年才能掌握的专业知识。&ldquo 它采用的不是颜色维度，而是分子维度。但这个事实并不是那么重要，只要分子维度有足够的信息量。&rdquo 他说。 　　质谱成像技术就像是免疫组织化学的高通量版本，只是没有抗体而已。质谱成像技术并没有为组织切片事先染上特殊标记，它使用质谱仪一次性挑选并绘制成百上千种分子的空间排列。研究者无需提前知道哪个分子比较重要，就可以利用该技术进行绘制挑选，而且速度很快。&ldquo 我们的仪器有激光，每秒可以做 5000 个质谱。&rdquo Caprioli 表示，这一速度足以在一个小时之内扫描包括数百个病患活组织在内的组织微阵列整体。 　　但是，质谱成像技术的应用也存在明显的障碍。比方说，图像分辨率随着光点尺寸的减小而升高，但却降低了离子材料的产量。该技术并没有初步分离的步骤，因此可能会只抽取丰度最高的分子。而在计算方面，研究人员面临的挑战则是如何对数据进行分析，特别是如何能够真正理解这些数据。但是不管怎么说，研究人员正在使用质谱成像技术进行研究，无论是确定亚细胞分辨率下组织切片中的药物代谢产物，证实疾病的生物标记，还是鉴别肿瘤的边界等等。他们甚至正在将该技术引入临床，至少是接近于临床研究。 　　质谱成像技术的策略 　　那么，什么是质谱成像技术?就像是一张标准的数码照片，数字成像的色彩是通过红绿蓝 3 个颜色通道叠加而成的，屏幕上每个小像素的颜色都是由这三个颜色的密度所构成的。 　　现在，想象一张拥有成千上万个颜色通道的图片。这就是质谱成像技术， Caprioli 说，每个通道都是你想要展示的那个分子种类或质谱峰。研究人员将这些不同的通道互相覆盖，便可以产生一个针对组织分子构成和空间分布的彩色绘图，无论是对蛋白质、神经肽、代谢分子还是脂类等组织&mdash &mdash 显然脂类的需求正在增加。 　　研究人员为质谱成像技术设计了几十套方案，但正如 2012 年的综述中所说的(J. Proteomics, 75:4883, 2012)，只有三种是最常见的。 Caprioli 的基质辅助激光解析质谱成像技术(MALDI-MSI)通过紫外线激光光栅扫描一个基质包膜的组织切片来建立图像。该技术的像素大小一般近似于 1 到 10 个微米，意味着它可以达到亚细胞分辨率。但由于它需要使用 MALDI 基质和真空环境，所以 MALDI-MSI 不适用于活体样本。同时，基质是用来吸收激光能量并转移到样本上去，但是这种基质可能会很难在样本上操作并产生大量的小分子量的电离物，这会遮蔽生成光谱的代谢区域。 　　宾夕法尼亚州立大学埃文· 普名誉化学教授 Nick Winograd 采用了第二种方法&mdash &mdash 次级离子质谱法(SIMS)。这种方法通过在样品表面喷镀离子束让样品产生电离作用(比方说，英国 Ionoptika 公司的带电 C60 分子或氩团簇束)，不使用激光。 Winograd 称，这种方法有两大优点，第一个是分辨率：SIMS得出的像素约有 300 纳米，而MALDI充其量只有1毫米。另一个是通过分子深度剖析，研究人员可以使用碰撞而成的坑痕去&ldquo 深挖&rdquo 这个样本，通过三维立体化绘制其分子组成物。 　　第三种是电喷雾解析电离技术(DESI)，这种(非真空的)电离技术通过喷射溶剂，将溶剂覆盖在未经处理的组织表面上，溶解表面的分子。然后再继续往上滴溶剂，以使溶解物溅到质谱仪上，进行电离和分析。(Prosolia 公司对 DESI 技术进行商业化，该公司由该技术的发明者、普度大学化学家 R. Graham Cooks 共同创办。) 　　DESI、MALDI、SIMS 这三种技术以及他们的变体都采用阿姆斯特丹 FOM 研究所 AMOLF 学院 Ron Heeren 所谓的&ldquo 微探针&rdquo 模式，分辨率随着像素尺寸减小而升高。这里面的问题是如何从尽可能小的光点中最大化样品的电离作用。但是较小的光电也就意味着检测到的离子会更少，且不要说成像时间会更长了(因为里面的像素会变多)。 　　Heeren 更喜欢&ldquo 显微&rdquo 模式。这种模式可以用散焦像素更快成像，再加上像素检测器如 CCD，可以有效地一次性捕获 262144(512x512)个光谱。 　　&ldquo 这就像个相机。&rdquo Heeren 解释道，&ldquo 就是一点，我们制造的是分子闪光照片。&rdquo 　　Heeren 认为这个&ldquo 质谱显微镜&rdquo 的关键是 Timepix 探测器，这个探测器是CCD和飞行时间质谱分析器的结合。(Heeren 共同创立的 Omics2Image 拥有 Timepix 探测器)。他解释，大多数质谱检测装置将探测器视为一个大的像素，将所有到达表面的离子碰撞整合为一个单一的信号。 Timepix 将这个信号分成 262000 个空间分辨的点，这样在探测到成像表面分子时，它们可以保持并记录自己的空间定位，成像速度非常快。 　　有多快? Heeren 说， MALDI-MSI 仪器可以产生每秒钟一个像素，达到一微米的分辨率。因此在一个 100x100 毫米的区域中，要想生成 1 万个像素需要花费 2.7 个小时。但使用质量显微镜和 Timepix 探测器，&ldquo 我们可以在一秒钟内得到这些信息。&rdquo 　　显微镜上还有物理电子学 TRIFT SIMS-TOF 系统，上面还有一个 MALDI 技术， Heeren 团队最近正在使用这一技术探索骨关节炎下的生理变化。&ldquo 我们甚至可以证实，在蛋白质水平和脂代谢水平上的生理变化以及软骨矿化，会导致软骨机械强度的流失。&rdquo 他说。 　　常态MSI 　　与 MALDI 和 SIMS 相比，DESI 和激光烧蚀电喷雾技术(LAESI，由 Protea Biosciences 推出的激光技术)这些正常大气压下的电离技术拥有一些特殊的优势。最明显的优势是，他们不需要进行样品处理，在正常空气中操作即可，不需要真空。因此，他们可以用在活体样本上，甚至可以在患者身上进行操作。 　　&ldquo 我自己这辈子的追求就是：用未处理过的样品就可以进行质谱分析。&rdquo 这是 Cooks 几十年来的目标。 　　作为一个研究者， Cooks 的工作是提取并测定植物生物碱的结构。很长的一段时间内，研究都非常艰辛，他只提取了一点&ldquo 不纯的生物碱，而且也没有做出结构方面的进展&rdquo 。直到他遇到了从斯坦福大学来演讲的Carl Djerassi。他说，Djerassi把他的材料样品带回了实验室，并收集它们的质谱，十天后又把结构发了回来。&ldquo 这让我相信质谱分析法的强大。&rdquo Cooks 说，&ldquo 同时，我也发现提取方法学中存在的局限性。&rdquo 　　从那以后，他开始从那些在生物上不怎么好操作的技术限制中脱出来，进行质谱分析，发展了正常气压下的电离技术，特别是 DESI。2011年，由 Cooks 和哈佛医学院Nathalie Agar 共同领导的团队，使用电喷雾解析电离质谱技术(DESI-MS)来存储脑肿瘤组织，使用脂类特征检测结果帮助电脑区分不同形式和组织病理学分级的神经胶质瘤(一种脑瘤)。 　　对于这种分析来说，脂类是一个古怪的选择。的确，脂类对于 MSI 从业者来说就是无奈之举，但他们必须从中获取最大的价值。在标准的细胞分析中，研究人员可以分离细胞提取物，并去掉不想要的部分，这其中往往就包括脂类。但是在MSI及其他原位应用中，研究人员必须知道自己面前摆着的是什么。他们面前摆着的主要是脂类。但幸运的是，脂类不仅丰度高，非常容易电离，而且信息量也很大。 　　&ldquo 如果你只看脂类的话，它的组织特征比蛋白质要好得多。&rdquo 伦敦帝国学院医疗质谱部门研究员 Zoltá n Taká ts 这样说。 　　最近， Cooks 和 Agar 将这一方法应用到5个正在进行治疗的脑癌病人的 32 个手术标本当中。该系统通过逐个像素报告了肿瘤的亚型、分级以及癌细胞的部分。 Cooks 说，这些数据可以让他们的团队在绘制肿瘤边界时找出不同组织病理学级别的各个区域，补充MRI数据。他还强调，他们使用的是&ldquo 最便宜的&rdquo 质谱分析仪器，Thermo Fisher 公司的单级(与串联相对)低分辨率 LTQ 离子阱。 　　但 Agar 也指出，这还是一个研究项目，团队不能实时将这些结果传递给外科医生，他们在波士顿收集样本，但真正成像却是在印第安纳州。自那以后，她的团队在布莱罕妇女医院的 AMIGO 手术室安装了 Bruker 公司利用 DESI 技术的 amaZon Speed 离子阱，用来进行脑瘤案例的测试。该手术室是医院的影像引导治疗国家中心。 Agar 说，很快他们会研制出乳腺癌测试，但是团队仍然不能指导外科医生真正操刀。这种方法首先必须经过验证，&ldquo 这最终会需要经过临床试验进行验证。&rdquo 　　简化数据分析 　　最终，要想把 MSI 推向临床，就必须要跨越质谱仪专家，让真正需要使用它的人掌握这门技术。然而，没有几个临床医生能够掌握 MSI 技术、数据处理和信息学的精妙，而且更没有人愿意花时间学习了。在 Cooks 看来，如果这项技术&ldquo 又娇贵，而且这项质谱技术需要博士才能掌握&rdquo 的话，就很难进行推广，&ldquo 它需要全自动，仪器也不能那么娇贵，必须要可靠而且相对简单。&rdquo 　　对于典型的组织病理学应用来说，这不是什么问题，因为这个系统可以配置成智能盒子(turnkey boxes)，只有通过特定的生物标记才能打开。全球的各大临床实验室已经在常规地使用非成像质谱仪，包括 Bruker 公司的 MALDI BioTyper 和 Sequenom 公司 MassARRAY。 Caprioli 想要为组织学家和病理学家设计一款类似于显微镜的 MSI，仪器小到甚至可以塞在桌下。实验室技术员只需要学会如何准备样本、操作机器，软件就可以进行剩下的操作。 　　但是像生物标志物鉴定等更为复杂的应用则是另一回事儿。&ldquo 质谱成像技术数据集的大小取决于图像像素的数量和质谱仪的分辨率。而近年来，它俩发生了巨大的变化。&rdquo 劳伦斯-伯克利国家实验室科学家 Ben Bowen 说，他发明了质谱成像技术的数据分析软件。 　　随着分辨率的提高，像素就会收缩。同时，进行&ldquo 发现模式&rdquo 实验的研究人员预先不知道哪个分子更为重要，所以他们要将所有分子都考虑进去，在成千上万个颜色通道上进行两两比较。 　　所有这些像素加起来的数据是惊人的。 Bowen 说，他的同事 Trent Northen 在自己的工作中使用质谱成像技术，这些年已经收集了几百万兆字节的数据。对于初学者来说，打开数据文件都是个问题，这让他们非常依赖更精通于这项技术的专家。&ldquo 你就会知道为什么它让这些科学家如此不悦了。&rdquo Bowen 说。 　　为了减轻他们的负担， Northen 和 Bowen 与伯克利实验室数据可视化专家 Oliver Ruebel 一同研发了 OpenMSI 的云计算平台，用户可以直接在浏览器上浏览和操作质谱成像技术的云计算数据。 Bowen 介绍，美国能源部国家能源研究科学计算机中心(NERSC)的超级计算机用于支持该系统，将数据处理时间从几天减少到几分钟。 　　Bowen 说，他和 Northen 的合作者之一可以使用 OpenMSI 详细研究 50 千兆字节的数据集，这个数据集他在一年半前就收集到了，但是一直没有办法进行研究。&ldquo 现在他就在(谷歌)浏览器中使用这项技术。&rdquo 他举例说，包括浏览RGB图像，检验下面的光谱，并与同事分享数据，&ldquo 所有你能想到的 21 世纪互联网所提供的功能，我们都能在 OpenMSI 上实现质谱成像技术的这一功能。&rdquo 　　手术室的质谱仪 　　但是要想达到临床可译性的最优化，研究人员可能必须要脱离MSI的成像部分。这就是伦敦帝国学院 Taká ts 的研究成果。 　　Taká ts 是 Cooks 之前的博士后，作为论文第一作者首次对 DESI 进行描述。他研发并正在检测一种新的非真空电离技术&mdash &mdash 快速蒸气电离质谱仪(REIMS)，并设计了 iKnife 智能手术刀，外科医生可以在手术室就搞定组织的组织学和组织病理学问题。 　　&ldquo 最终的设备非常简单。&rdquo Taká ts 解释道，而且还依赖电外科技术，这种切割技术使用电流气化组织。这个过程释放的烟雾是焦油、微粒物质和电离脂质的组合，iKnife持续提取样本放入附在旁边的聚四氟乙烯管，然后放入质谱仪。 　　在过去几年内， Taká ts 建立的数据库包括了近 20 万人类癌症和健康组织的脂类样本。通过这些数据，他证实了可以通过脂类生物标记区别不同的样本。因此，使用在电外科过程中产生的离子化的脂类特征，他的系统可以基本上实时地确定iKnife下面的组织是健康的还是癌变的，以及其组织学状态。 　　但要说明的是，这里面没有成像。&ldquo 出来的诊断结果是组织学水平的鉴定。&rdquo Taká ts 说，&ldquo 这个系统会告诉你这是非小细胞肺癌，2 期之类的。&rdquo 　　在匈牙利、德国和英国，iKnife(MediMass 公司和帝国学院的研发成果)已经在超过 500 个手术中进行检测，&ldquo 在绝大多数案例中，能够达到 100% 的分类正确率。&rdquo Taká ts 说，涵盖了胃肠道癌、肝癌、肺癌、乳腺癌和脑癌。在有些案例中，医生本以为是肿瘤，但是该技术却证明只是良性组织或炎症性疾病。现在， Taká ts 正在研发一种新的系统，可以为内窥镜检查进行类似的评估。 　　Taká ts 表示，最终，这种应用可能会让 MSI 变得&ldquo 意义非凡&rdquo ，不仅是作为一个研究工具，更是作为常规的临床技术。他指出，组织病理学研究者可能不愿意接受这种相对较慢、而且价格高昂的技术。但他也表示，是这款仪器的速度和价格都会有所改善。以往，要想进行这项检测，最好的时机是要在解剖后等待半个小时才能进行检测。如果这项技术能够医生在几秒钟内提供诊断，并且是体内的，那么人们就会更倾向于这项技术。 　　&ldquo 这套系统的优势是组织病理学所不能及的。&rdquo 他说。 　　原文检索： 　　Jeffrey M. Perkel. Mass Spec Imaging: From Bench to Bedside. Science, DOI: 10.1126/science.opms.p1300076

• Q1总收入3279.4万美元，同比增长19%据公开信息表明，富鲁达的第一季度营收同比增长19%。由于COVID-19测试市场的不确定性，富鲁达下调了全年营收的预期。截至3月31日的三个月内，富鲁达公布的总收入为3279.4万美元，而去年同期为2761.7万美元，这一数字略超出了分析师平均预期的3200万美元。Q1收入产品收入 服务收入其他收入总收入2021年2472.8万美元628.6万美元178万美元3279.4万美元2020年1898.1万美元518.6万美元345万美元2761.7万美元增长率+30%+21%-49%+19%富鲁达第一季度产品收入相比于一年前的1898.1万美元增长了30%，达到2472.8万美元，而其服务收入则从518.6万美元上升至628.6万美元，增长约21%。其他收入（开发、许可证、特许权使用费和赠款收入）从345万美元下降49%，至178万美元。• 专注医疗决策工具，拟将“持久诊断业务”纳入核心组学研究工具业务富鲁达董事长兼CEO Chris Linthwaite在一份声明中表示：“富鲁达在本季度表现强劲，我们致力于将微流体和质谱流式细胞术特许经营转变为持久增长平台。但随着新冠疫苗接种量的增加，以及对COVID检测和相关收入减少，我们迫切需要在核心市场培育新的收入流和伙伴关系。”他认为，富鲁达传统市场的根本性变化将使其能够专注于下一代医疗决策工具，创造更高的经常性收入，并利用重要的潜在市场机会。早在今年2月份公布富鲁达第四季度和2020年全年盈利后，Chris Linthwaite表示，富鲁达设想在微流体技术驱动下的COVID-19测试之外，将“持久诊断业务”纳入核心组学研究工具业务。Chris Linthwaite说：“无论近期COVID测试市场的动态如何，最终大流行加速了我们的创新管道，使我们能够建立危机前我们所缺少的众多资产和能力。比如这一流行病加速了我们的创新活动，并从政府获得了非稀释性的资金赠款，以帮助为持久诊断产品业务的特许经营奠定基础。这些投资也将有利于我们的非诊断业务。”• 全新质谱流式平台、微流控技术设备陆续研发中Chris Linthwaite指出，公司正在开发全新“样本进结果出”(sample- to-answer)装置，该装置利用公司核心微流体技术进行PCR测试，该项目部分是由美国国立卫生研究院的快速加速诊断计划（National Institutes of Health (NIH)’s Rapid Acceleration of Diagnostics (RADx)）提供资金的。这款装置首先将在BioMark HD基因分析系统上运行，且富鲁达也会在美国国防高级研究计划局（Defense Advanced Research Projects Agency，DARPA）资助下开发新版本平台。预计新的装置将在未来几个月上市，而新版BioMark平台将在第四季度末预计推出之前，会有很快的早期准入计划。Fluidigm BioMarkTM HD基因分析系统（点击查看详细参数）同时，他指出，富鲁达下一代用于蛋白质组学研究的质谱流式平台也在研发进行中。他表示，公司将在未来几周内提供更多有关这方面的细节，并指出“该产品路线图的进展，包括早期访问用户的反馈，有助于我们下半年核心业务收入前景的改善。” Helios® 质谱流式细胞仪系统（点击查看详细参数）主要亮点回顾：与上一年相比，该公司在所有地区实现了增长。对公共教育市场的COVID-19测试主要提供微流体技术服务，并完成100万美元订单。在2021年第一季度末，共计144项临床试验正在使用Fluigm® 专有CyTOF® 技术（质谱流式细胞技术）。截至2021年第一季度末，涉及CyTOF技术的出版物和综述总计超过1500篇，其中105篇是针对成像质谱技术™ 。发表在著名的《自然通讯》杂志上的数据证明了CyTOF技术和成像型质谱流式系统在预测个体患者对肿瘤治疗的反应方面的潜力。

质谱成像（MSI）作为推动生命科学、材料科学等前沿领域的“秘密武器”，正在掀起新的研究浪潮。为此，我们将于2024年9月19日举办的“第四届质谱成像技术与进展”主题网络研讨会！此次会议将汇聚全球顶尖的质谱成像专家，共同探讨多种质谱成像技术的最新突破及应用创新。立即报名，抢占席位！报名链接：https://www.instrument.com.cn/webinar/meetings/msi240919/~~~会议亮点不容错过~~~1. 前沿专家齐聚：本次会议汇聚多位来自国内外的知名专家，有全球最具影响力科学家李灵军教授、空间组学质谱成像技术领军团队贺玖明研究员、中国科学技术大学潘洋教授、香港浸会大学王佳宁研究助理教授、中国科学院化学研究所汪福意研究员、中国药科大学李彬教授和中国科学院深圳先进技术研究院赵超副研究员。将从技术创新到实际应用，共同探讨质谱成像的最新技术和发展趋势；2. 多种技术展示：涵盖常压透射式激光解吸/后光电离质谱成像技术（t-AP-LDI/PI-MSI），基质辅助激光解吸电离质谱成像技术（MALDI-MSI），离子迁移率分离和双极性电离质谱成像技术，飞行时间二次离子质谱技术（TOF-SIMS），成像质谱显微镜等多种质谱成像技术，前沿技术一站尽览！3. 全方位应用探讨：会议将深入探讨质谱成像在肿瘤研究、药物代谢、单细胞分析等领域的突破性应用，带您探索未来医学研究的无限可能。(点击图片，快捷报名)~~~会议日程正式公布~~~~~~会议嘉宾 重磅来袭~~~威斯康星大学麦迪逊分校李灵军 教授《Probing Cellular Heterogeneity via Spatially Resolved Omics and Mass Spectrometry Imaging》（《通过空间组学和质谱成像探究细胞异质性》）李灵军，美国威斯康星大学麦迪逊分校药学院和化学系Charles Melbourne Johnson杰出讲座教授，并获该校Vilas 杰出成就教授称号。致力于生物分析科学以及质谱相关技术的研究, 主要涉及的领域有神经肽组学、蛋白质组学、代谢组学等。主要研究方向包括质谱与微尺度分离技术的联用，神经肽与蛋白质的高通量定量表征，生物分子质谱成像，离子淌度质谱对分子结构与构型的解析等。先后被授予分析化学个人成就奖（匹兹堡会议）、美国国家科学基金委生涯奖、 2019，2021，和 2024年度分析科学家Power List-全球最有影响力的分析化学家等多个奖项及称号。现任美国质谱学会杂志（Journal of The American Society for Mass Spectrometry）杂志副主编和质谱综述（Mass Spectrometry Reviews）分析与生物分析化学(Analytical and Bioanalytical Chemistry)国际编委会成员， 以及北美华人质谱学会董事会主席。【摘要】越来越多的证据表明，在单细胞水平上探测组织内生物大分子的空间分布可为破译分子异质性和揭示单个细胞动态提供关键信息。在这里，我们利用俘获离子迁移率分离和双极性电离质谱成像（MSI）技术实现了高通量的原位 SC 脂质体分析。多模式 SC 成像，即使用双极性模式 MSI 对单个细胞进行串行数据采集运行，大大提高了 SC 脂质体的覆盖率。还描述了硬脂酰-CoA 去饱和酶 1 (SCD1) 抑制作用下 SC 脂质体的变化特征，并揭示了药物干预诱导的 SC 脂质体重塑。此外，这种集成的多模态 SC-MSI 技术还能识别小鼠小脑皮层中新的特定层脂质分布模式，促进了对阿尔茨海默病小鼠模型脑区的脂质组剖析。最后，研究人员探索了组织扩展与 MSI 的新型组合，通过大尺寸激光束光栅扫描，在保持高横向空间分辨率的同时，高通量绘制各种生物组织中的小分子代谢物图谱。点击报名》》中国医学科学院药物研究所贺玖明 研究员《质谱成像空间代谢组学技术创新与进展》贺玖明，博士生导师，药物分析专业；中国医学科学院北京协和医学院药物研究所天然药物活性物质与功能国家重点实验室 研究员，主要研究方向：质谱成像空间分辨代谢组学新技术新方法及其生物医药应用研究。开发出空气动力辅助离子化及质谱成像新技术和空间分辨代谢组学新方法，建立了以空间分辨代谢组学技术为特色的新药代谢研究平台。近5年，发表了包括Nat. Commun., Adv. Sci., PNAS，APSB，JPA，Theranostics，CCL，Anal. Chem.等Q1区论文10余篇。曾获 2010 年北京市科学技术奖二等奖（2）、CAIA2019 特等奖（2）。国家药品监督管理局创新药物安全与评价重点实验室学委委员；担任《药学学报》、Acta Pharm Sin B、J Pharm Anal青年编委，Molecules、TMR Modern Herbal Medicine和《药学研究》编委；中国医药生物技术协会药物分析技术分会常务委员，中国质谱学会常务委员。点击报名》》布鲁克道尔顿李鹏飞 应用主管《多分子维度MALDI成像助力空间生物学表征》李鹏飞，现任入布鲁克（北京）科技有限公司质谱成像应用主管，负责MALDI成像和MRMS质谱技术在代谢物分析、临床科研、石油组学以及溶解性有机质分析方面的应用。李鹏飞2012年毕业于吉林大学化学学院获硕士学位，2017年于美国西弗吉尼亚大学获得分析化学博士学位。毕业后任职于美国伊利诺伊大学-香槟分校（UIUC），负责离子阱质谱、MALDI-TOF质谱和轨道阱质谱的技术支持和应用开发。共发表SCI论文20余篇，在生物分子表征方面积累了丰富的经验。【摘要】多分子维度MALDI成像的分析策略以及多分子维度MALDI成像的应用案例。点击报名》》中国科学技术大学潘洋 教授《光电离质谱成像技术》潘洋，中国科学技术大学教授，博导，国家同步辐射实验室质谱线站科学家，中国质谱学会理事，Discover Catalysis（Springer Nature）编委，中科院关键技术人才。研究方向为质谱仪器与方法学。已在 Science、Angew. Chem. Int. Ed. 等期刊发表论文 180 余篇，获授权发明专利 12 项，【摘要】质谱成像（ mass spectrometry imaging, MSI）是在质谱技术基础上发展起来的一种新技术。质谱成像技术通过直接扫描待测样品，利用专门的成像处理软件与质谱的离子扫描技术相结合，即可获得探测区域各个组分的二维离子分布图，组分在每个点上的相对含量以亮度强度或不同颜色体现出来。该技术具有免荧光标记、不需要复杂样品前处理，即可提供丰富的被分析物空间分布信息的优点，已经发展成为基础医学、药学、微生物学等研究领域的关键技术之一。光电离是软电离技术，没有极性歧视，可显著提升离子化效率尤其是非极性分子的离子化效率。本报告主要介绍基于光电离的解析电喷雾电离解吸以及激光解吸结合二次光电离的质谱成像平台的构建，以及应用进展。点击报名》》香港浸会大学王佳宁 研究助理教授《亚细胞分辨MALDI质谱成像》王佳宁博士拥有丰富的质谱成像和生物质谱研究经验，现任香港浸会大学环境与生物分析国家重点实验室研究助理教授。长期致力于质谱成像的开发与应用，特别是亚细胞分辨和异构体分辨质谱成像领域，已发表48篇同行评议论文，授权发明专利8件。他开发了多种MALDI质谱成像方法，显著提高了脂质和代谢物成像的覆盖率和灵敏度，为MALDI-TOF MS成像和小分子检测做出了重要贡献。【摘要】MALDI成像在实现高分辨率下的高质量基质沉积和保持系统稳定性方面，仍面临着艰巨挑战。本课题组开发了相应的优化方法和数据分析策略，极大提升了5微米分辨率下单细胞成像的灵敏度和覆盖度。通过降维与数据挖掘分析，呈现了亚细胞分辨的与细胞周期和环境胁迫相关联的脂质表达空间区位变化。更进一步，开发了一种十倍（10x）扩展的MS成像技术，使得未经修改的商用质谱仪的成像分辨率得以十倍提升至亚微米级别，实现了500纳米的成像分辨率，显著超越了现有仪器5微米的限制。这种增强的分辨率使得组织结构的可视化与光学显微镜观察到的非常相似，使结构与功能之间的关联分析能够更加精确。综上，我们的研究实现了前所未有的亚细胞脂质质谱成像细节成像，极大地增强了我们研究复杂生物系统以及利用质谱成像开展细胞生物学层面研究的手段。点击报名》》中国科学院化学研究所汪福意 研究员《ToF-SIMS单细胞成像及其在药学研究中的应用》汪福意，博士生导师，北京国家质谱中心主任。1999年于武汉大学化学系获得理学博士学位。同年，获英国皇家学会皇家奖学金，赴英国爱丁堡大学化学系从事化学生物学和分析化学研究。2007年入选中科院“海外杰出优秀人才”计划，现任职中国科学院化学研究所活体分析化学院重点实验室、中国科学院大学化学科学学院和北京国家质谱中心。长期从事化学生物学和分析化学的教学和研究工作，致力于发展和建立基于质谱和质谱成像的新方法和新技术，从细胞和分子水平上研究抗肿瘤药物的分子作用机制及药代动力学特性。自2007年起，先后主持承担了国家自然科学基金重大研究计划项目、重点项目、国际重大合作项目、国家重大科研仪器研制专项和面上项目，以及科技部973 项目课题等国家科技项目，在PNAS、JACS、Angew Chem和Anal Chem等国际刊物上发表SCI学术论文150余篇，授权中国发明专利4项，国际发明专利5项。【摘要】飞行时间二次离子质谱（ToF-SIMS）是一种仍然处于高速发展中的表界面分析技术。ToF-SIMS成像分析具有优异的空间分辨率和检测灵敏度，在生物组织和单细胞成像等生命科学研究领域得到越来越广泛的应用。本报告将分享本课题组近年来在应用ToF-SIMS单细胞成像技术研究药物分子作用机理方面的研究成果。点击报名》》岛津企业管理（中国）有限公司顿俊玲 应用工程师《镜质合璧，还原真实：成像质谱显微镜技术介绍》顿俊玲，岛津应用工程师，毕业于中科院上海生命科学研究院，毕业后从事蛋白质组学及代谢组学分析工作。2017年加入岛津公司，负责MALDI-TOF、成像质谱显微镜的应用开发、项目支持工作，在代谢组学、质谱成像分析方面拥有丰富经验。【摘要】成像质谱显微镜技术及其应用介绍。点击报名》》中国药科大学李彬 教授《中药空间代谢组学研究与应用》李彬，中国药科大学教授，博士生导师；入选国家高层次青年人才计划、江苏特聘教授。主要从事质谱成像新技术与新方法研究；主持多项国家级科研项目；在Angew Chem Int Ed, J Am Chem Soc, Acta Pharm Sin B, Anal Chem等期刊上发表多篇研究论文。点击报名》》中国科学院深圳先进技术研究院赵超 副研究员《基于质谱流式和空间多组学的肿瘤演进分析》赵超，中国科学院深圳先进技术研究院副研究员，中国科学院大学博士生导师。研究方向为质谱多组学和质谱成像方法开发、环境污染物的生物体暴露和健康危害机制研究、肿瘤代谢机制等。以一作/通讯作者在国际期刊（Nucleic Acids Res., Sci. Bull., Mass Spectrom. Rev., The Innovation 等）发表论文 30 余篇。主持国自然面上、青年基金、广东省面上基金、深圳市基础研究重点项目等。入选广东省引进高层次人才计划（珠江人才）、深圳市海外高层次人才计划、香江学者计划。担任Journal of Analysis and Testing（IF 4.7）、Journal of Pharmaceutical Analysis （IF 8.8），Phenomics 青年编委。【摘要】 采用质谱流式、质谱为基础的多组学和成像技术，阐明乳腺肿瘤细胞代谢、免疫细胞种类及其微环境之间的相互作用，解析原发灶和转移灶的分子基础差异，为理解乳腺癌发生发展提供新思路。点击报名》》“第四届质谱成像技术与进展”主题网络研讨会，更多精彩内容，我们直播当日（9月19日）见！点击链接，抢占席位！https://www.instrument.com.cn/webinar/meetings/msi240919/

南京大学化学化工学院鞠熀先教授研究组在质谱成像分析方面取得重大进展，相关成果日前在线发表于Angew. Chem. Int. Ed., DOI: 10.1002/anie.201601096。该成果由14级博士生胡骏杰为第一作者，鞠熀先教授为通讯作者完成。　　质谱技术由于高通量和免标记的优势，在酶活性分析中得到广泛关注。然而，由于生物样品的成分复杂，组分丰度的分布差异大，其应用常被复杂的样品前处理所限制。为简化繁琐的样品前处理和数据分析过程，鞠熀先教授研究组发展了质谱成像分析新技术，实现了对多种酶活性的便捷可视化分析。该工作首先需攻克质谱成像分析尤其是通常MALDI-MS检测存在的难题，大幅度提高质谱信号与信噪比，从而通过逐点扫描，获得清晰的质谱图像。该课题组以磷脂分子修饰多肽底物，利用具有两亲特性的磷脂分子保证其在疏水玻片表面的有序组装，构建模拟生物膜，从而增强MALDI芯片的表面生物相容性，以使分析对象酶更易接近其底物，大幅度提高了质谱信号 同时这一设计增加了酶反应产物的分子量，可以避免基质与生物样品中杂质的干扰，改善了检测信噪比与质谱分辨能力。他们以含半胱氨酸的天冬氨酸蛋白水解酶家族(Caspase-1, -2, -3和-8)为模型，将相应多肽底物分别与磷脂骨架的分子连接并组装嵌插于疏水玻片表面，制备出用于酶活性检测的阵列芯片 在目标酶的作用下，底物被剪切产生质量位移，各酶的活性通过酶切产物的质荷比进行颜色编码，实现了多种酶活性的可视化与高通量定量检测(图1)。这一方法已成功用于细胞内水解酶家族的抑制剂筛选和化疗过程癌细胞中Caspases酶活性演化的监测，为耐药性细胞鉴别及抗癌药物筛选提供了有力工具，并可方便地扩展应用于其它酶系统，为探究更多过程中酶的作用机制提供了新途径。　　质谱芯片的制备及Caspase酶活性的可视化分析原理　　鞠熀先教授研究组自2000年开始质谱研究，以解决实际问题为出发点，建立了海洛因及其代谢物的LC/MS分析方法及鼠药的GC/MS快速检测方法等。2010年后，随着生命分析化学国家重点实验室的建立与生命科学研究的需求，该研究组将纳米技术、化学衍生及化学生物学与传统质谱分析方法结合，通过功能化碳纳米角、磁性碳纳米管等纳米材料，提出低丰度生物小分子(Chem. Eur. J., 2013, 19, 102-108)与蛋白(Nanoscale, 2014, 6, 3150-3156)的选择性富集手段，建立了无需另加基质的MALDI-MS检测方法。特别是，针对阻碍MALDI-MS定量分析的瓶颈，该课题组利用分子标记实现了MALDI定量(Anal. Chem., 2014, 86, 8275-8280 Anal. Chem., 2015, 87, 4409-4414)，并用于多肽和酶活性的定量检测，创造性地改变了传统认识，扩展了这一技术的应用范围。 原文链接：MALDI-MS Patterning of Caspase Activities and Its Application in the Assessment ofDrug Resistance

p 　　科研人员经常面临一个困境，如何同时达到如下目标：(1)在广泛的网络中获取特定细胞行为尽可能多的信息；(2)采取高针对性的方法，对有限数量的细胞特征进行分析，获得更高的分辨率。目前的流式细胞分析技术和质谱分析技术单独都很难达到以上目标。 /p p 　　如果你有同样的困惑，那先恭喜你，看完下面内容，从此不再纠结。 /p p 　　◆◆ strong span style=" color: rgb(0, 112, 192) " 质谱流式档案 /span /strong ◆◆ /p p 　　学名： 质谱流式 /p p 　　洋名：Mass Cytometry /p p 　　昵称：CyTOF /p p 　　自述：相对于其他研究细胞的技术，我算是比较「young」的了，也许你不认识我，但是我爹「质谱技术」、我娘「流式技术」的大名应该如雷贯耳吧?作为他们的优秀结晶， 我是地道的「富二代」，综合了我娘的「单细胞水平研究能力」和我爹的「多指标分辨能力」，正所谓「青出于蓝而胜于蓝」，轻松实现单细胞水平一次检测四十多个蛋白标志物，让你对细胞的研究更具有深度和广度。下图 show 一下我是如何实现如此强大的功能： /p p 　　 img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201811/uepic/5a2c7bab-bff0-4a6f-bc19-713ecce8c367.jpg" title=" 11.jpg" alt=" 11.jpg" style=" text-align: center " / /p p 　　采用金属元素标记的抗体来识别细胞表面或内部的抗原，细胞被逐个送入等离子炬中进行离子化，使得标签金属离子释放出来，释放出的金属离子被送入飞行时间检测室中进行分离检测，检测器会精确记录各种离子到达的时间，进而换算出每个细胞中各种金属标签的精确含量。最后，可采用 SPADE、PCA、viSNE 以及 Gemstone 等方法分析数据。 /p p style=" text-indent: 2em " 为啥要研究单细胞水平呢? 因为细胞具有异质性。如同下图，玻璃珠大小均一，似乎都一样。但是一旦赋予色彩，立刻表现出个性化。我们的免疫细胞、干细胞、肿瘤细胞等均具有异质性，通常不能用单一的标志物来区分它们，需要多个标志物同时使用才能将细胞更精细的分群和研究。传统的荧光标记流式细胞分析技术，在各个荧光通道之间通常会有信号的叠加，出现干扰，导致结果不准确。但使用各种金属元素作为标签的质谱流式技术(CyTOF)可以同时检测四十几个蛋白标志物，且无需考虑通道之间的干扰。 /p p 　　 img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201811/uepic/408fd1b0-90ef-402f-8dd9-5f77bab61ea0.jpg" title=" 111.jpg" alt=" 111.jpg" style=" text-align: center " / /p p 　　以人外周血白细胞分型为例， 流式细胞术同时标记十色以上分析难度较大，我们一起欣赏下质谱流式标记 27 个蛋白标志物的结果： br/ /p p 　　 img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201811/uepic/b6fc56fe-5352-4e1c-a2a7-3d793a0e02be.jpg" title=" 14.jpg" alt=" 14.jpg" style=" text-align: center " / /p p style=" text-align: center " span style=" color: rgb(127, 127, 127) " 27 种抗体染色白细胞，并通过质谱流式技术分析 /span /p p style=" text-indent: 2em " ◆◆ strong span style=" color: rgb(0, 112, 192) " 质谱流式应用实例 /span /strong ◆◆ /p p 　　 strong 粒细胞的发育和功能研究 /strong /p p 　　Evrar 等人利用质谱流式(CyTOF)技术，同时检测 40 个表面标志物的表达情况，对小鼠骨髓样本进行了系统的亚群分析，并细致研究了粒细胞分化过程中细胞的表型和功能变化。作者在骨髓中发现了三种不同的中性粒细胞亚群：具有高度增殖活性的前体细胞 preNeu 亚群，未成熟亚群和成熟亚群, 后两者均由 Pre-Neu 定向分化而来。这三种亚群在粒细胞分化过程中占有非常重要的地位。深入研究表明，C/EBPε 转录因子在巨噬细胞祖细胞分化为 preNeu 的过程中起到重要作用，随着 preNeu 的继续分化，细胞增殖的活性会降低，相反细胞迁移及免疫功能则会逐渐增强。作者利用胰腺癌小鼠模型进行了验证，结果表明，相比肿瘤负荷低的小鼠，肿瘤负荷高的小鼠外周血及肿瘤组织中未成熟中性粒细胞浸润的比例更高一些，而成熟中性粒细胞的比例并没有显著差异。 /p p 　　 img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201811/uepic/c4d8a3ef-ab09-4d07-8926-e8e771cde005.jpg" title=" 15.jpg" alt=" 15.jpg" style=" text-align: center " / /p p br/ /p p style=" text-align: center " span style=" color: rgb(127, 127, 127) " 质谱流式结果揭示了具有不同表型特征的增殖性中性粒细胞 /span /p p 　　 strong 细胞因子检测 /strong /p p 　　Baxter等同时标记了 26 个表面标志物和 14 种胞浆细胞因子，通过不同标志物组合分群并研究不同刺激条件下多种细胞因子的表达，以阐明自身免疫疾病中细胞因子表达水平的改变是如何导致自我耐受受损。　　 /p p style=" text-align: center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201811/uepic/d3fe1793-81ce-435b-94fe-64ec4bbf2350.jpg" title=" 16.jpg" alt=" 16.jpg" / /p p style=" text-align: center " span style=" color: rgb(127, 127, 127) " SLE 疾病患者的 CD14hi 单核细胞中诱导的细胞因子 /span /p p 　　 strong 信号通路研究 /strong /p p 　　Treg 细胞和辅助 Th17 细胞分化不平衡会导致自身免疫疾病或炎症反应的发生。厦门大学周大旺教授团队[5] 应用 CyTOF 质谱流式细胞仪发现了 Hippo 信号通路中转录共激活因子 TAZ 在决定 CD4+ 初始 T 细胞分化为炎症的 Th17 效应细胞并抑制 Treg 调节性细胞分化中发挥着关键作用。深入研究发现，诱导 Th17 细胞分化的两大信号 IL-6 和 TGF-b 下游的转录因子 Smad3 和 STAT3 协同促进 TAZ 基因的转录和表达。TAZ 通过组蛋白乙酰化转移酶 Tip60 降低 Treg 细胞中关键蛋白 Foxp3 乙酰化水平来抑制 Treg 细胞的分化。当缺失 TAZ 或过表达 TEAD1 后，可以大幅提高初始 T 细胞分化为 Treg 细胞的能力。 /p p 　　这项研究阐明了 TAZ 在调节 CD4+ 初始 T 细胞分化为 Th17 细胞和 Treg 细胞的过程中发挥着关键调控作用及其重要机理。该项研究对多种自身免疫性疾病的发病机理提供理论依据，也为早期诊断和治疗慢性炎症性疾病提供可能的分子标志物和治疗靶标。 /p p 　　 img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201811/uepic/b89e5f88-b84a-4cc5-b97f-cde8ef396e94.jpg" title=" 17.jpg" alt=" 17.jpg" style=" text-align: center " / /p p style=" text-align: center " span style=" color: rgb(127, 127, 127) " Th17 亚组显示出 TAZ 的富集，TAZ 与 Th17 细胞介导的自身免疫疾病相关 /span /p p 　　当然，金属标记可以实现无交叉的多重标记，但是如果抗体种类不能满足需求也是极为尴尬的，Bio-Techne 旗下两大抗体品牌 R& amp D System& reg 和 Novus Biologicals& reg 提供3000+ 种用于质谱流式技术的抗体，满足多种金属标记的需求。 /p

Fluidigm新一代质谱流式系统CyTOF® XT™ 于2021年中推出，旨在简化深层细胞图谱研究的设计和工作流程，通过自动化及可重现的工作流程来标准化样本分析，推动加速新疗法的开发研究，以改善人类健康。CyTOF® XT™ 的强大功能对于制药和生物技术行业的临床和转化研究人员及其合作研究机构具有特殊价值。CyTOF® XT™ 新一代质谱流式系统CyTOF XT™ 已经是富鲁达创新质谱流式技术发展的第四代平台，在这个新系统中涵盖创新简化的操作、更高的通量、样品自动化、更快的检测时间和更低的运行成本。Fluidigm总裁兼首席执行官Chris Linthwaite说：“新一代CyTOF® XT™ 系统在通量、自动化、工作效率以及成本方面都有所提升，为通过高维质谱流式技术捕捉人类免疫系统复杂性提供了最可靠并可重复的方法。CyTOF XT是我们屡获殊荣的流式质谱系统家族的最新成员，加入了Helios™ 和Hyperion™ 成像系统。这些平台将帮助研究人员提高对疾病和疗法的科学理解，并对许多领域提供新的见解，例如，包括检查点抑制剂的功能、药物对信号通路的影响、对免疫治疗作出反应的肿瘤微环境生物学以及候选疫苗的疗效。”

p style=" text-align: center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202006/uepic/1b29067b-1fd8-40e4-ad30-65ef06707ece.jpg" title=" 微信截图_20200619185620.png" alt=" 微信截图_20200619185620.png" / /p p style=" text-align: center " 由 Equine Racing Co. Co.，Ltd. 的首席执行官 Masaru Sese 先生提供 /p p style=" text-align: justify line-height: 1.75em text-indent: 2em " 1.简介 /p p style=" text-align: justify line-height: 1.75em text-indent: 2em " 在法医学领域，除尿液作为药物测试样品外，毛发样品也在不断引起研究者注意。由于通常药物作为尿代谢产物接收检测时，如果没能在药物清除前采集到尿液样品，就无法检测出来。而毛发中的药物则不会代谢掉，并且停留时间很长。换言之，尿液中的药物可能会在最后一次摄入后几天内，由于代谢和排泄的关系排除体外，而毛发样品的特点在于只要不修剪，即可长期保留摄入历史。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 0em line-height: 1.75em " 　　目前，已将气相色谱质谱(GC-MS)和液相色谱质谱(LC-MS)等常规手段作为检测毛发样品的新方法，投入实际使用。采集的毛发经洗涤、干燥后，切割为约 5mm 至 1cm 长度，经提取、纯化后，进行分析。人类毛发平均每月增长 1cm，如果可以确定所测毛发的位置，即可确定“何时使用过药物”、“使用过何种药物”以及“用量多少”。请关注 Ono、Mizuno 等人的文献，该文献作为法医学领域的毛发分析提供参考，包括上述样品预处理方法 sup (1) - (3) /sup 。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 0em line-height: 1.75em " 　　当前此类毛发分析方法不仅在人来源样品，同时在赛马药物检测领域引起了极大关注 sup (4)(5) /sup 。迄今报告用于马毛分析的测试样品均来自马鬃毛(以下简称“马毛”)。但是，马毛通常较长，需要充分洗涤和干燥来去除样品表面的污染物。另外，由于切割后所得样品数量很多，前处理过程也会十分麻烦。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 0em line-height: 1.75em " 　　鉴于此，目前除 GC-MS 或 LC-MS 方法以外，已有报道使用质谱成像(MSI)技术进行毛发分析的新方法。利用 MSI，经预处理的毛发样品可被直接分析。近年来，Kamata 等发表使用 MSI 检测人类毛发中药物摄入史的开创性论文 sup (6) (7) /sup 。使用 MSI 检测毛发中的药物摄入史，则必须沿纵向去除毛发角质层，露出髓质。该过程十分困难， 因此如参考文献 6 所述，尽管制造专用装置进行该步骤，依然无法去除长度超过约 1-2cm 的角质层。与人的毛发不同，马的鬃毛很长，从而导致这一过程变得更加麻烦，因此目前尚未有在马毛中进行检测药物摄入的报道。本文将介绍使用MSI 技术检测马毛中甾体抗炎药磷酸地塞米松的应用实例，该马毛样品长 4cm，经手动方式去除角质层。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 0em line-height: 1.75em " 　　2. 质谱成像 /p p style=" text-align: justify text-indent: 0em line-height: 1.75em " 　　在质谱分析时，分子被离子化，根据其在电场和磁场中的位移差来测量其质量(实际为 m/z 值，将质量除以离子所带电荷数)。如前所述，MSI 与使用现有 GC-MS 和LC-MS 方法的不同之处在于，无需进行提取，可直接分析样品表面，获得待测药物空间分布信息。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 0em line-height: 1.75em " 　　通常的实验步骤包括准备样品切片，并将其放置在ITO 导电玻璃上。随后样品被电离并进行质谱分析。在分析时，确定样品检测区域和测量点间的间隔， 获取每个测量点的质谱图及对应位置信息。获取所有测量点质谱图后，选择与目标分子对应的m/z， 并根据其强度分布获得目标分子的定位信息。与常规成像技术不同，IMS 不需要进行免疫化学染色或 span style=" text-indent: 0em " GFP 标记等。由于直接获得分子量信息，可区分目标化合物的原型及其代谢物 由于能够同时电离多种化合物并进行质谱检测，可在一次分析中获得多种不同物质的定位信息。 /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 0em line-height: 1.75em " 　　3. iMScope i TRIO /i 的开发理念 /p p style=" text-align: justify text-indent: 0em line-height: 1.75em " 　　目前，可以在多种质谱仪上进行 MSI 实验，可选择的离子源以及质谱种类也是各种各样。自 2004 年以来，作者与岛津株式会社(8)合作开发iMScope TRIO& #8482 成像质谱显微镜，目前正在大阪大学岛津分析创新研究实验室(9)进行各种相关应用研究。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 0em line-height: 1.75em " 　　iMScope TRIO 的开发理念如图 1 所示。尽管普通显微镜可以观察组织结构，但很难获取相关各种组分的信息。另一方面，iMScope TRIO 将对样品的显微观察和基质辅助激光解吸电离(MALDI)技术相结合从而进行成像质谱分析。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202006/uepic/2029d9c6-f5b4-43f7-b811-16f72c0baad9.jpg" title=" 1.png" alt=" 1.png" / /p p style=" text-align: center text-indent: 0em line-height: 1.75em " 　　图 1 iMScope i TRIO /i & #8482 成像质谱显微镜的理念 /p p style=" text-align: justify text-indent: 0em line-height: 1.75em " 　　使用常规显微镜，可区分样品结构上的差异，但是难以获取相关化学成分的信息。相比之下，iMScope i TRIO /i & #8482 可同时进行光学显微观察和质谱检测，获得对应组分的强度分析信息。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202006/uepic/a181f299-6dcb-4cff-a093-46608a9dd1f2.jpg" title=" 2.png" alt=" 2.png" / /p p style=" text-align: center text-indent: 0em line-height: 1.75em " 　　图 2 本研究中使用的分析设备 /p p style=" text-align: justify text-indent: 0em line-height: 1.75em " 　　(A) iMLayer& #8482 ：基质升华仪，(B)iMScope i TRIO /i & #8482 ：成像质谱检测，以及(C)iMScope i TRIO /i & #8482 系统的示意图。该系统在大气压下进行样品的显微镜观察，并使用 MALDI 电离方式，生成的离子引入离子阱并由飞行时间质谱仪进行检测。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 0em line-height: 1.75em " 　　4. 实验方法 /p p style=" text-align: justify text-indent: 0em line-height: 1.75em " 　　本研究使用 iMLayer& #8482 基质升华仪进行 MALDI 基质涂敷(图 2(A))。所用基质为 α-氰基-4-羟基肉桂酸(α-CHCA，Merck)和 9-氨基吖啶(9-AA， 东京化学工业有限公司)，分别用于正离子模式分析和负离子模式分析，通过 iMLayer 涂敷在样品表面上厚度为 0.5 μm。正离子模式分析中，基质升华后，使用喷枪手动喷涂 α-CHCA 溶液(10 mg/ml， 使用 30%乙腈/0.1%甲酸溶液) sup (10) /sup 。负离子模式分析中，9-AA 升华后，将 5%的甲醇蒸气喷覆于样品表面 3 秒钟，进行重结晶 sup (11) /sup 。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 0em line-height: 1.75em " 　　使用iMScope i TRIO /i 进行检测(图 2(B)，(C))。如上所述，iMScope TRIO 配有光学显微镜，可在大气压下获得样品表面图像，同时配置大气压MALDI 离子源。MALDI 所用激光器为 Nd:YAG 激光器，频率为 1 kHz。在大气压下产生的离子通过差级真空系统导入质量分析单元，并由离子阱飞行时间质谱仪检测。质量范围(m/z)在 50-3000 之间，本次目标药物磷酸地塞米松为小分子药物，质量范围设定至m/z1000。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 0em line-height: 1.75em " 　　图 3(A)显示该样品的的分析流程。基本过程： span style=" text-indent: 0em " 采集马毛、去除角质层、涂覆基质、使用 iMScope /span i style=" text-indent: 0em " TRIO /i span style=" text-indent: 0em " 检测成像。用浸有蒸馏水的布擦拭所采集每一束马毛的表面。该方式仅针对 MSI 可行，因为MSI 无需提取即可直观分析样品。相反，在已有方法中，如清洗不充分，在提取过程中会发生污染问题。清洁马毛表面后，立即干燥马毛。将干燥后的马毛固定于黏贴导电双面胶带的 ITO 载玻片(Matsunami Glass Ind.，Ltd.)上，并使用切片刀在立体显微镜下从毛囊末端开始去除角质层，如图3(B)所示。由于马毛的直径约为人类毛发直径的两倍(约 200μm)，因此即使通过手动操作，也可轻松去除表面。除去角质层后，将剩余附着于 ITO 玻璃载玻片上的毛发作为待测样品，涂覆基质并进行检测。 /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 0em line-height: 1.75em " 　　本研究所使用药物为地塞米松磷酸钠(DexaSP)，为一类甾体类抗炎药。DexaSP 可使用 9-AA 基质直接以负离子模式进行检测。或者，通过用吉拉德T 试剂(GirT)对DexaSP 进行衍生化，提高正离子模式的离子化效率(图 4) sup (12) /sup 。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202006/uepic/6d74094f-3a75-4167-8954-e714ae6c80a0.jpg" title=" 3.png" alt=" 3.png" / /p p style=" text-align: center text-indent: 0em line-height: 1.75em " 　　图 3(A)分析流程和(B)马毛表皮去除方法 /p p style=" text-indent: 0em line-height: 1.75em text-align: center " 在立体显微镜下使用冷冻切片机刀片去除角质层，暴露出髓质 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202006/uepic/60fdbd8b-a130-43a6-87b2-c4fd636464d0.jpg" title=" 4.png" alt=" 4.png" / /p p style=" text-align: center text-indent: 0em line-height: 1.75em " 　　图 4 地塞米松磷酸钠(DexaSP)是靶向药物 /p p style=" text-align: justify text-indent: 0em line-height: 1.75em " 　　如进行正离子模式检测，将以 Gir T 试剂作为衍生试剂生成的 DexaSP 衍生物作为检测目标。对于负离子模式检测，将无变化的 DexaSP 作为检测目标。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 0em line-height: 1.75em " 　　5. 结果 /p p style=" text-align: justify text-indent: 0em line-height: 1.75em " 　　图5 显示使用标准品在正离子模式和负离子模式获得的检测结果。 span style=" text-indent: 0em " 如前所述，在正离子模式检测中，将 GirT 衍生后的 DexaSP 衍生物作为检测目标，而在负离子模式检测中，将无变化 DexaSP 作为检测目标。正离子模式下， 使用α-CHCA 检测，DexaSP 衍生物的质荷比为 m/z 586.267，对应[GirT-DexaSP-2Na + 2H] +离子。另一方面，负离子模式中，使用 9-AA 检测， [DexaSP-H]- 的质荷比为 471.160。两种模式下均观察到 DexaSP 由来的峰，但鉴于前处理所需时间且负离子模式强度约高出正离子模 式 100 倍，决定使用 9-AA 在负离子模式下对马毛进行检测。 /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 0em line-height: 1.75em " 　　分析可疑马毛样本时，需进行对照实验，检测未给予 DexaSP 的马毛样品，确认没有 m/z 471.160 离子的出现(图 6(A))。图 6(B)显示地塞米松磷酸酯给药后马毛的质谱成像结果。该测试样品于 2017 年 7 月 13 日采集的马毛，该马匹在 2017 年 6 月上旬，连续 3 天注射 15 至 20 mL 0.1%的地塞米松磷酸钠水溶液(Fujita Pharmaceutical Co)。iMScope TRIO 的测量间隔在 x 方向上为 80 μm，在y 方向上为 5 μm，激光斑点大小为 2(系统参数)。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 0em line-height: 1.75em " 　　在该实验中，测量总长为 4cm 的马毛，将其划分为1cm 的区间分别进行检测。在图 6(B)中，所得数据虽然分为 4 个部分，但马毛样本并未被分割： 4cm 长的马毛被固定在 ITO 载玻片上。从毛囊向尖端进行扫描，并在距毛囊约 16.48 mm 处，检测到较高强度地塞米松磷酸酯信号。该结果是首次从毛发中直接检测到原本会于体内迅速代 谢的磷酸酯，具有重要意义。此处质谱成像结果使用绝对强度来表示峰强度，并在 300-1500 强度范围内以多色带显示。在这一结果中暖色表示较高的峰强度。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202006/uepic/d2a0f5a7-7467-4895-8488-c1387c81251f.jpg" title=" 5.png" alt=" 5.png" / /p p style=" text-align: center text-indent: 0em line-height: 1.75em " 　　图 5 标准品的检测结果 /p p style=" text-align: justify text-indent: 0em line-height: 1.75em " 　　正离子模式和负离子模式均可获得信号，但考虑前处理的简便性和离子强度的差异，选择负离子模式进行检测。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202006/uepic/f4d9af67-3298-4f85-9e23-22c90acd07f8.jpg" title=" 6.png" alt=" 6.png" / /p p style=" text-align: center text-indent: 0em line-height: 1.75em " 　　图 6 马毛中 DexaSP 分布检测结果 /p p style=" text-align: justify text-indent: 0em line-height: 1.75em " 　　(A)是未给药马匹的马毛检测结果，作为阴性对照 (B)给药后马匹的马毛中检测结果(注射 15-20 mL 由 Fujita Pharmaceutical Co.提供的 0.1%地塞米松磷酸钠水溶液，浓度 1.315 mg/mL， 连续注射 3 天。)用 iMScope TRIO& #8482 扫描从毛囊开始 4 cm 长度的马毛样本。记录每 1 cm 马毛的检测结果。在距毛囊 16.48 mm 处观察到目标药物最大强度。由于马毛平均每月以 2.0 cm 的速度生长，可判断在采样日期前 25 天给药。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 0em line-height: 1.75em " 　　6. 讨论 /p p style=" text-align: justify text-indent: 0em line-height: 1.75em " 　　本实验中，根据目标化合物离子化效果选择负离子模式进行分析，成功在马毛中检测出目标药物。给药后的马毛样本中，在距毛囊 16.48 mm 位置处观察到药物的强大信号。马毛的平均生长速度为每月2cm，是人类的两倍。 基于该生长速率以及最大强度信号距离毛囊的位置估算给药时间，大约在24-25 天前。根据给药记录，该药物在采集毛发前约一个月给药，通过对比该信息，认为药物定位正确。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 0em line-height: 1.75em " 　　另一方面，尽管离子强度较低，但是在毛囊附近依然检测到一些信号。经确认质谱图，发现该信号源自噪声，由此认为进一步提高离子化效率和信噪比对分析实际样品十分重要。为达到这一目标，可能需要进一步改进基质涂覆方法或选择其他基质。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 0em line-height: 1.75em " 　　7. 总结与展望 /p p style=" text-align: justify text-indent: 0em line-height: 1.75em " 　　地塞米松磷酸钠是一种经获准使用的抗炎药，但禁止在比赛前使用 sup (13) /sup 。最近一次在 2016 年 12 月东京大奖赛上，冠军赛马阿波罗肯塔基在赛后发现使用过这一药物的事件依然记忆犹新。本次结果是将iMLayer 基质升华与iMScope i TRIO /i 成像质谱分析相结合，应用于违禁药物检测领域的首个示例。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 0em line-height: 1.75em " 　　此外，由于磷酸酯可在体内迅速代谢，直接在毛发中检测到未变化药物同样是一项十分重要的成果。另一方面，由于在成像结果中存在大量噪声，有必要对毛发预处理流程进行进一步优化，提高离子强度。从该检测结果来看，探索对可检测药物(包括合成类固醇类)定量分析方法的建立也是必不可少的。尽管该应用仍存在许多问题以待解决，但我们依然认为iMScope i TRIO /i 的潜力十分值得期待。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 0em line-height: 1.75em " 　　8. 马毛分析的可能性 /p p style=" text-align: justify text-indent: 0em line-height: 1.75em " 　　当前，世界范围内关于赛马违禁药物控制的讨论很多， 讨论赛马违禁药物检测和赛马伤害保护(ICRAV：国际赛马分析专家和兽医会议)的国际会议每两年召开一次。2018 年，在阿拉伯联合酋长国的迪拜举行该会议，作者首次参加并介绍了这项研究结果。图 7 显示了会场和 Meydan 赛马场的景色。能够在世界顶级赛马场之一的 Meydan 赛马场旁会议厅中展示这项研究，是迄今为止作者一生中最难忘的事件之一。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 0em line-height: 1.75em " 　　通常，来自日本的参会者均为 JRA 相关人员或赛马化学实验室的研究人员，而作者则是大学中唯一的参会者。不仅如此，来自香港赛马会、澳大利亚赛马会和其他地方的研究人员对使用 IMS 进行药物检测产生了浓厚兴趣并寄予厚望，讨论非常活跃。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 0em line-height: 1.75em " 　　2018 年 11 月，在撰写本文时，岩手赛马比赛中参赛的赛马 Ubatouban 被检测出使用禁用药品去氢睾酮(14)。今后，我将继续改进和优化该检测方法(包括简化毛发前处理技术)，使这种来自日本的新型检测方法在世界赛马领域中用以进行违禁药品检测。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 0em line-height: 1.75em " 　　作者同时还得到岛津制作所的大力支持， 并与Equine Racing Co., Ltd.的全体员工进行广泛合作，其中来自Equine Racing Co., Ltd.的代表人也是本文的合著者。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 0em line-height: 1.75em " 　　作者将在图8 中展示马毛采样图片以及作者和合著者的最新照片作为本文的结尾。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202006/uepic/ee91fa21-88d0-4e07-a965-a1df9ad924ef.jpg" title=" 7.png" alt=" 7.png" / /p p style=" text-align: center text-indent: 0em line-height: 1.75em " 　　图 7 ICRAV2018 /p p style=" text-align: justify text-indent: 0em line-height: 1.75em " 　　(A)、(B)ICRAV 2018 会场的场景，(C)举行 ICRAV 的 Meydan 赛马场。Meydan 赛马场景色壮观，其规模和完备程度在日本也数一数二。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202006/uepic/6a43445f-916c-4ab3-9fb7-890880d85bf3.jpg" title=" 8.png" alt=" 8.png" / /p p style=" text-align: center text-indent: 0em line-height: 1.75em " 　　图 8 参观 Equine Racing Co., Ltd. /p p style=" text-align: justify text-indent: 0em line-height: 1.75em " 　　(A)Equine Racing Co., Ltd.的工作人员介绍马匹。(B)在马腿上可以看到的称为“栗子”的部分：角质化的退化拇指(C) 鬃毛采样 (D)作者(右)和合著者(左)的近期照片。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 0em line-height: 1.75em " 　　参考文献 /p p style=" text-align: justify text-indent: 0em line-height: 1.75em " 　　(1) Masahiro Ohno (2005) Asahi Law Review, 32, 144-199 /p p style=" text-align: justify text-indent: 0em line-height: 1.75em " 　　(2) Dai Mizuno (2017) Analysis, 12, 589-590 /p p style=" text-align: justify text-indent: 0em line-height: 1.75em " 　(3)Shima N et al. (2017) Drug. Metab. Dispos., 45, 286-293, https://doi.org/10.1124/dmd.116.074211 /p p style=" text-align: justify text-indent: 0em line-height: 1.75em " 　(4)Wong JKY et al. (2018) J. Pharm. Biomed. Anal., 158, 189-203, a href=" https://doi.org/10.1016/j.jpba.2018.05.043" _src=" https://doi.org/10.1016/j.jpba.2018.05.043" https://doi.org/10.1016/j.jpba.2018.05.043 /a /p p style=" text-align: justify line-height: 1.75em text-indent: 2em " span style=" text-indent: 0em " (5) Madry MM et al. (2016) BMC Vet. Res., 12, 84, /span a href=" https://doi.org/10.1186/s12917-016-0709-5" _src=" https://doi.org/10.1186/s12917-016-0709-5" style=" text-indent: 0em " https://doi.org/10.1186/s12917-016-0709-5 /a /p p style=" text-align: justify line-height: 1.75em text-indent: 2em " span style=" text-indent: 0em " (6)Kamata T et al. (2015) Anal. Chem., 87, 576-81, https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.analchem.5b00 971 /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 0em line-height: 1.75em " 　(7)Hang W, Ying Wang (2017) Anal. Chimica Acta, 975, 42-51, a href=" https://doi.org/10.1016Zj.aca.2017.04.012" _src=" https://doi.org/10.1016Zj.aca.2017.04.012" https://doi.org/10.1016Zj.aca.2017.04.012 /a /p p style=" text-align: justify line-height: 1.75em text-indent: 2em " span style=" text-indent: 0em " (8)Harada T et al. (2009) Anal. Chem., 81,9153-7, https://doi.org/10.1021/ac901872n /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 0em line-height: 1.75em " 　　(9) https://www.shimadzu.co.jp/labcamp/ /p p style=" text-align: justify text-indent: 0em line-height: 1.75em " 　(10)Shimma S et al. (2013) J. Mass Spectrom., 48, 1285-90, https://doi.org/10.1002/jms.328 /p p style=" text-align: justify text-indent: 0em line-height: 1.75em " 　(11)Nakamura J et al. (2017) Anal. Bioanal. Chem., 409, 1697-1706, a href=" https://10.1007/s00216-016-0118-4" _src=" https://10.1007/s00216-016-0118-4" https://10.1007/s00216-016-0118-4 /a /p p style=" text-align: justify line-height: 1.75em text-indent: 2em " span style=" text-indent: 0em " (12) Shimma S et al.(2016) Anal. Bioanal. Chem., 408, 7607-7615, /span span style=" text-indent: 0em " https://doi.org/10.1007/s00216-016-9594-9 /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 0em line-height: 1.75em " 　　(13) http://company.jra.jp/0000/law/law07/07.pdf /p p style=" text-align: justify text-indent: 0em line-height: 1.75em " 　　(14) http://www.iwatekeiba.or.jp/news/180915i /p p br/ /p

2024年9月19日，仪器信息网成功举办了“第四届质谱成像技术与进展网络研讨会”。本次会议汇聚了众多质谱成像技术领域的专家学者，围绕质谱成像的最新进展、技术挑战及其在生命科学、医学、药物研发等领域的应用展开深入讨论。与会者分享了各自的研究成果，涉及单细胞分析、空间多组学、亚细胞分辨质谱成像、多模态融合等多个领域，展现了质谱成像技术在精准医疗和基础科学研究中的广阔前景。点击看精彩报告回放》》突破极限：解析复杂生物样品 质谱成像技术因其在空间上对生物分子的高效分辨能力，逐渐成为多领域研究的核心工具之一。报告中，威斯康星大学麦迪逊分校李灵军教授着重讨论了单细胞分析中的挑战和技术创新。由于单细胞体积小（动物细胞10μm、植物细胞100μm）、化学组成复杂且浓度动态范围宽，对检测技术提出了高要求。介绍了MALDI-MS成像结合离子迁移率和双极性电离策略的创新性应用，通过这些技术的联合使用，得以精准测绘组织样本中的多种生物分子，揭示细胞间和细胞内的脂质异质性。基于TEMl 方法的质谱成像研究实现了对大型完整组织的空间分辨组学，具有高空间分辨率和化学灵敏度，揭示了原位代谢异质性。此外，新颖的化学衍生策略进一步提升了检测的灵敏度和分子覆盖率，为单细胞分析提供了更强大的工具支持。这些创新技术使得单细胞水平的多组学研究成为可能。中国科学技术大学潘洋教授则探讨了质谱成像技术中的空间分辨率和灵敏度问题。在报告中指出，传统质谱成像技术在灵敏度和采样速度上面临着瓶颈，尤其是在离子产率低和极性歧视的影响下。潘老师详细介绍了基于光电离的质谱成像平台的创新应用，该平台结合光电离技术，实现了无极性歧视的软电离，并显著提升了非极性分子的离子化效率。这一技术突破为提高成像灵敏度和空间分辨率提供了新途径，推动了质谱成像在复杂样品分析中的广泛应用。空间多组学：技术创新与应用拓展 在质谱成像的广泛应用中，空间代谢组学得到了极大的发展。中国医学科学院药物研究所贺玖明研究员分享了他的课题组在质谱成像空间代谢组学领域的研究成果，并展示了他们自主研发的质谱成像原型样机。这一平台通过利用常压空气流进行离子解吸和捕获，极大提升了检测灵敏度，并已成功产业化，成为该领域全球市场的领先技术。其研究展示了质谱成像空间代谢组可以应用于动植物组织器官、整体动物等多种方面，在分子病理、肿瘤代谢、中枢神经系统、生殖发育学、新药研发及环境毒理学等多个领域也有着广泛的应用，为生物医学和药物研究提供了重要的技术支持。中国科学院深圳先进技术研究院赵超研究员采用质谱流式、质谱为基础的多组学和成像技术，阐明乳腺肿瘤细胞代谢、免疫细胞种类及其微环境之间的相互作用，解析原发灶和转移灶的分子基础差异，为理解乳腺癌发生发展提供新思路。在肿瘤的研究中采取一种单活细胞三套谱技术，包括有超声获得的是肿瘤的物理特性、MSI获得的生物化学特征、一些免疫微环境的研究结果。经过多模态的融合分析后，发现肿瘤不同位置的原发灶主要聚集的是氨基酸代谢。然后在肿瘤及其它微环境比较的时候，发现主要聚集在Gp的代谢过程中，而且两者的中药磷脂代谢途径也是不同的。此外，中国药科大学李彬教授的中药空间代谢组学研究，进一步推动了质谱成像在中药研究中的应用，帮助研究人员了解脑病组织中疾病发生发展过程中的病灶部位的精变化，精准定位药物在组织中的分布，并揭示了中药活性成分的特异性。总之，空间组学目前已经得到了极大的发展，使研究者可以从 DNA层面开始，到蛋白再到代谢物质进行空间上的融合，从而去了解药用植物、药品、还有疾病等在空间层面的精准变化，重新认识组织里面细胞的功能。开辟新视角：亚细胞层次的精确成像 质谱成像技术的另一个重要进展是亚细胞分辨成像的突破。香港浸会大学王佳宁教授的报告展示了如何通过样品制备和数据分析策略的提升，突破现有的空间分辨率限制，实现了亚微米级别的成像分辨率。通过这一技术，能够在同等空间分辨率下获得更高信噪比和对比度的成像信号，进而揭示了组织中的亚细胞结构及其功能。特别是在神经元网络和肿瘤组织的研究中，亚细胞分辨率成像为精准分析提供了新的视角。中国科学院化学研究所汪福意研究员则从飞行时间二次离子质谱（ToF-SIMS）的角度分享了应用前景，主要从以下几个方面展开，即二次离子质谱简介（NanoSIMS vs ToF-SIMS）、ToF-SIMS成像研究金属抗肿瘤化合物亚细胞分布、光学和二次离子质谱联用显微成像及其应用、基于基因密码子扩增技术的生物大分子ToF-SIMS成像。特别是在金属抗肿瘤化合物的亚细胞分布研究中，ToF-SIMS联用光学显微成像，展示了其独特的分辨率优势。SIMS成像作为迄今为止唯一一种空间分辨率和共聚焦光学成像匹配的商业质谱成像技术，SIMS成像和高分辨光学成像联用，或结合基因工程技术的SIMS成像，都可以为亚细胞层次原位研究药物作用机制和生物合成提供独特的解决方案，在生物医学领域将有广阔的应用前景。技术革新：多领域的应用前景 质谱成像技术的持续发展为多个领域的科研和应用提供了强大的支持。布鲁克公司应用主管李鹏飞从两个难点出发对多分子维度MALDI成像的分析策略进行了报告。所展示的MALDI成像质谱仪，通过配备高端激光器和成像软件SCiLS Lab，实现了多分子维度的成像分析。该设备在代谢小分子、脂质、蛋白质等多种分子类型的检测中表现出卓越的灵敏度和分辨率，并通过多模态数据整合，帮助研究人员深入挖掘空间关联性数据，为多组学融合研究奠定了基础。岛津企业管理（中国）有限公司应用工程师顿俊玲介绍了到京成像质谱显微镜的一系列发展，和当前构造由一个内置光学显微镜的质谱成像前端加上一个Q Top质谱仪组成的iMScope QT高分辨质谱成像设备。然后从成像分析流程即样本前处理、成像采集、数据分析三个部分对产品进行了介绍。并且对各种组织上的分子分布、分析各类分子、多种分子同时成像以及非标记、非靶向性检测方面提供了整体解决方案。包括在生命科学、临床医学、中药材、药物研究、食品、司法鉴定和环境污染等领域的小鼠脑组织、小鼠肌肉组织、模型药物毛发类、组织中代谢物、强致幻剂麦司卡林、中药中黄酮类及酚类化合物、柑橘皮滨蒿内酯、肝血斑里面的违禁药物等实际案例中的应用做了介绍。研讨会期间气氛热烈，专家的报告引发了与会者的浓厚兴趣和积极互动，为质谱成像技术的未来发展注入了新的活力。本次 研讨会不仅展示了质谱成像技术在单细胞分析、空间代谢组学、亚细胞分辨成像、多组学融合等前沿领域的突破性进展，更揭示了其在生命科学、医学、药物研发等领域的重要应用价值。多重创新成果为科研人员提供了更加精确和强大的研究工具，推动了生命科学、医学和药物研发等领域的深度探索。随着技术的不断完善，质谱成像技术必将在疾病研究、药物开发和环境科学等多个领域实现更广泛的应用，并通过其高分辨率和高灵敏度的优势，引领未来精准医学和复杂生物体系研究的革命性变革。

2023年初，备受业界关注的2022年“朱良漪分析仪器创新奖”颁奖典礼在京隆重举行，评选出“创新成果奖”3项，“青年创新奖”5名。中国仪器仪表学会分析仪器分会与仪器信息网联合采访了“朱良漪分析仪器创新奖”获得者，倾听了解他们的获奖感受、研发过程以及今后的研究方向。2022年朱良漪分析仪器创新奖“创新成果奖”获奖证书苏州中科苏净生物技术有限公司获得2022年“朱良漪分析仪器创新奖”之“创新成果奖”，获奖成果是“基于单细胞铺展微流控芯片与纳米荧光单细胞成像技术的细胞现场快速分析系统”。基于此，仪器信息网邀请苏州中科苏净生物总经理邵高祥向大家介绍其研制成果及对养殖乳品行业的重要应用等方面的看法。该项目针对养殖企业、乳品企业、消费者对牛奶体细胞数检测的需求，从科技创新、工程转化及应用推广三方面需求出发，研制出牛奶体细胞现场检测系统，具有“现场条件下、3min内、成本低于10元、单细胞成像与绝对计数”的特点优势。目前该技术成果主要面向的用户包括：奶牛养殖企业、普通奶牛养殖户、大中小型乳品厂、乳品加工企业、乳品检测中心实验室、兽医实验室等。 奶牛健康&奶质量关键指标——牛奶体细胞数SCC牛奶体细胞数（Somatic Cell Count, SCC），是指每毫升的牛奶中所含有的牛体细胞的数量，该项数值对养殖企业、乳品企业、消费者具有重要的指导价值，SCC的高低代表牛只乳腺是否受细菌感染的健康程度，同时也标志奶品的质量，因此作为奶牛健康和原料奶质量的关键指标，被纳入原料奶收购的计价体系进一步指导奶牛养殖。2004年农业部颁布《生鲜牛乳中体细胞测定方法》行业标准、2016年中国农垦乳业联盟颁布《中国农垦生鲜乳生产和质量标准》企业标准，将SCC限定为国际最严格的欧盟标准（400k/mL），为进一步规范市场、增强我国乳品的国际竞争力，SCC现场检测技术则成为标准制定以及实施的重要支撑。 突破大型流式细胞仪对牛乳体细胞检测垄断现有金标准检测方法（显微人工计数法和流式细胞计数法）与实际需求之间存在差距，前者检测时步骤多、费时费力且对专业水平要求高，后者则需进口的流式细胞仪，不仅价格昂贵、且需专业操作与维护。二者虽能对SCC实现精准检测，但均无法满足养殖企业、乳品企业的行业需求。现有的牛奶体细胞总数检测仪以进口大型流式细胞仪为主，性能优异，但存在价格昂贵、维护成本高，操作复杂、专业性强的痛点。现场快速的检测方法手段有限，严重制约了牧场管理、乳品厂质检的工作效率。本项目以值得信赖的精准检测性能，打破市场底价的仪器价格，低廉的单样本检测成本，实现现场条件下、3min 内，牛奶原奶中体细胞的精准计数，突破了大型流式细胞仪对牛乳体细胞检测的垄断。遵循需求牵引并依托科技创新研制满足需求的新技术产品，从各行业的实际需求出发，依托高性能荧光染料实现快速染色，基于单细胞铺展微流控芯片技术实现单细胞成像与绝对计数，实现了在现场条件下、高灵敏度与低成本的牛体细胞数检测，为SCC检测以及国标完善实施提供新技术手段。 微流控技术&单细胞成像技术强强联合一体化浇筑基于狭缝流体结构的微流控芯片是实现单细胞成像检测的核心，以单细胞铺展微流控芯片为核心，将其与纳米超速荧光染料和牛体细胞计数仪有机整合，形成了基于单细胞铺展微流控芯片与荧光单细胞成像技术的牛奶中体细胞现场检测系统。整个项目成果构成基于对单细胞铺展微流控芯片、纳米超速荧光染料以及智能传感的牛体细胞计数仪的创新设计与工程量产。实现了整个微流控芯片的结构、操作鲁棒性与结果精密性的提升；而纳米超速荧光染料则是通过微波加热合成聚集态不淬灭的量子点，该项技术更是实现了革兰氏阳性、革兰氏阴性、抗酸染色等细菌的超速普染，从而为针对细胞更为快速、有效、均匀的染色奠定了基础；牛体细胞计数仪通过硬件结构与软件算法两方面的优化与联用，实现了单细胞精准成像基础上的单细胞信号自动识别、自动采集、自动计数。单细胞铺展微流控芯片技术相比于其他微流控芯片技术具备两方面优势，创新设计方面依托狭缝结构使得微量液体中的细胞实现单层铺展并减小高浓度蛋白的遮盖；芯片核心区由进样口、分析区及引流槽区构成，引流槽区与排气孔配合，防止检测过程中的气泡干扰，与分析区配合可以减少检测中乳样品的堵塞。此外，整个单细胞铺展微流控芯片有双测量复核芯片，进一步提升了结果的准确性与可靠性。工程量产方面，采用一体注塑成型的方式，通过多模具优化，实现了成本可控、高量产与高成品率的大批量产。微流控技术联合单细胞成像技术的优势：（1）使用场景：非专业人员现场便携检测；（2）检测成本：仪器成本低、单次检测成本低；（3）操作简便、反馈快速、结果立等可取。 市场需求与技术能力倒挂亟需缓解获奖项目成果相关的仪器与配套试剂（milkCELL100 牛体细胞计数仪及配套微流控芯片/染色剂）已于 2019年12月12日与哈罗德（北京）科技有限公司签订了总代理商协议与100台仪器（含10000片试剂）订购合同。并被三元乳业、君乐宝乳业、奶牛养殖等畜牧企业应用于原奶、过程奶质量监测检测等环节，被河北省畜牧兽医研究所用于奶牛健康管理、牛奶品质检测的行业监管。伴随《生鲜牛乳中体细胞测定方法》、《中国农垦生鲜乳生产和质量标准》等行业/企业标准的进一步完善，以及国家标准的制定与实施，现有需求与技术能力倒挂的现象（奶牛养殖场/养殖户数量居多、需求巨大，但没有技术手段；乳品企业数量较少、没有旺盛需求，但技术手段先进充裕。）迫切需要缓解，最小的市场需求量也会超过十万台，试剂每日消耗更是巨大，这是以自有知识产权产品支撑国家食品安全的重要机遇。 展望由微流控芯片、纳米荧光染料、智能传感有机融合所构建的“单细胞铺展技术及单细胞成像/绝对计数”技术平台，具有针对细胞分析拓展其它应用领域的潜力，未来可将其拓展至临床即时检测领域（Point Of Care Testing, POCT），分别进行指尖血的人白细胞总数检测、免疫+细胞联合检测。附：关于“朱良漪分析仪器创新奖”朱良漪，原机械部国家仪表总局副局长、中国仪器仪表学会分析仪器分会名誉理事长，是仪器仪表和自动化控制领域最早的开拓者，影响中国仪器仪表和自动化控制行业发展的奠基人。为纪念朱良漪先生矢志不渝推动我国分析仪器事业发展的精神，以及激发企业及广大科技工作者积极投身于分析仪器的创新工作中，由中国仪器仪表学会设置、中国仪器仪表学会分析仪器分会承办执行“朱良漪分析仪器创新奖”，共分为“创新成果奖”和“青年创新奖”两个奖项。“朱良漪分析仪器创新奖”的设立不只是对朱老的怀念与敬意，更是对分析仪器创新精神的坚守与传承。自2017年举办至今，“朱良漪分析仪器创新奖”已成功颁发五届，先后有15项分析仪器创新成果、18位青年创新科学家获奖。

Modified from BRUCE GOLDMAN手术以后多久康复？血液会提前告诉你一切。每年有数以百万计的人接受各种大手术，但是没有人知道他们多久可以恢复。有些人几天会感觉明显好转，而对于其他人则可能需要一个月或更长的时间。对于具体某一个病人，医生也无法告诉他究竟属于那种类型。就在最近，斯坦福大学医学院的研究人员发现，在手术后的第一个24小时内，一小群免疫细胞的活性水平变化可以为预测病人的康复期提供有力的线索。基于此，他们可以预测病人何时将从手术引起的疲劳和疼痛中恢复，并重新站立起来。图一、斯坦福大学的新发现：A Fingerprint of Surgical Recovery在这项研究是基于对32个经过髋关节置换手术的中老年患者血样进行深入分析后得出的结论，该成果发表在今年9月24日发表的Science Translational Medicine.杂志上。这可能是迄今为止最全面的对于创伤后免疫系统反应特征的研究。斯坦福大学的研究者能有这一发现是因为他们使用了一个高度灵敏的技术——“单细胞质谱流式技术”。这是一种在Garry Nolan（斯坦福大学的微生物学和免疫学教授）的实验室中发展起来的新技术，它利用金属元素做为抗体的标签，质谱装置做为检测手段，可以同时检测免疫细胞表面以及内部的几十个生化特征，不但可以告诉我们这些细胞属于什么种类，还可以告诉我们他们的活性如何。图二、利用金属元素作为抗体的标签，CyTOF2质谱流式细胞仪可以对单细胞进行几十个通道的检测第一个24小时的重要线索“我们了解到，在手术后的第一个24小时，你会在血液中发现一些重要线索，这些线索为我们揭示了决定一个病人术后两周时状态的因素。”Martin Angst说，他是麻醉学教授、疼痛和手术期用药方面的专家，同时也是这项研究的共同通讯作者。图三、 Martin Angst教授这一发现可能会开创一个新型的个性化诊断方法——只需在术后检查病人少量血液样本，就可以预测他的恢复时间（斯坦福拥有相关方面的临时专利）。这种诊断可以帮助医生及早决定应该对哪位病人采用更优化的恢复方案，帮助病人告诉自己的亲人和老板大概的出院时间。充分理解研究中所发现的分子机制，可能会指导临床医生操纵免疫系统，从而让病人更快的恢复。“虽然每年超过2亿例的外科手术中绝大多数是小手术，”Angst说“但是，仅在美国，就有数以百万计的像髋关节置换术这样的大创伤手术，这些手术会引发患者显著的炎症反应。愈合与阻碍“炎症最初的爆发阶段对愈合过程非常关键，”Angst表示，“你需要释放这条‘猛龙’，但是你需要能够驾驭它。太多的炎症会导致恢复的延迟。”免疫系统的组件必须不断动态的调整自己的功能，以便加速而不是阻碍伤口的愈合。几年前，Angst参加了Nolan的一个讲座，讲座中介绍了质谱流式技术。它可以在单细胞上实现超过50种不同的表面和内部蛋白的同时测量，而标准的细胞分选流式通常最多能进行12-15个参数的测量。这个讲座促成了Angst和Nolan之间的合作，博后Brice Gaudilliere成为了他们合作的桥梁，他和Nolan的研究生Gabriela Fragiadakis一起成为本项研究的共同第一作者。图四、 Garry Nolan教授“质谱流式一次可以检测如此多的参数，这项特殊能力为研究人员提供了一个通向‘细胞灵魂’的窗口，”Nolan说，“我们不仅能识别免疫细胞的身份，还可以观察它的精神状态。”Nolan本人拥有Fluidigm公司的股权，这家公司生产了本研究中所用的质谱流式仪和相关试剂。该研究招募了32个没有其他疾病的患者，年龄大多是在50岁到80岁之间。他们都在斯坦福大学整形外科接受了初次全髋关节置换手术。研究组采集了他们的术前1小时、术后1小时、24小时、72小时以及术后4～6周的血液样本。这些样品在采集后被迅速送到Nolan的实验室进行质谱流式分析。在每个样本中大概分析了有近50万个细胞，这些细胞内外的35个蛋白的表达量都被精确检测。这些数据不但揭示了每个细胞的身份，还记录了隐藏在各个细胞内部的关键活动。图五、质谱流式技术可以实现对免疫细胞的精细分群在术后的六周内，患者每三天填写一次问卷调查，说明自己疼痛和疲劳的程度以及他们新髋关节功能恢复情况。瞄准关键指标斯坦福研究小组观察到手术后有一个“被精确协调的、细胞类型和时间特异的免疫反应模式”(Angst语)。该模式包括多种免疫细胞一连串协同的上升和下降过程，同时伴随着每种细胞内部的各种变化。“令人惊讶的是，这种手术后的表型出现在每一例病人中，” Angst说，“只是各类型细胞的数量和活性变化倍数各有不同。”有一个因素比较特别，手术后24小时与术后1小时之间，几个关键作用蛋白在一小群 “首先反应”的免疫细胞中的激活状态变化非常关键。这一因素关系到病人恢复过程中40%～60%的差异。这些“前线细胞”在手术后不久会显著增多，但和细胞内活动变化不同，其数量的增加与病人恢复时间的相关度并不强。图六、几个关键蛋白的激活状态和术后恢复呈现很强的相关性。在一个典型健康人血样中，这群细胞大约只占其白细胞总数的1～2 %，所以，使用低通量的检测技术时，它们内部的变化很容易被忽略掉。这项研究中观察到的相关性远强于以往所有关于炎症反应和临床康复关系方面的报道。这些研究一般只是监测了手术后不同时间点血液中各种分泌物的水平的变化或者不同细胞的转运情况。但是，这些研究缺乏同时观察众多参数的能力，因此无法知道在特定时间点是哪些免疫细胞正在向血液中分泌这些物质，或者此时其他类型的细胞都在干什么。预测恢复的可能途径“如果一个相关性只能解释恢复过程中百分之二甚至百分之十的差异，在临床上是可能不完全的相关，”Angst说，“而我们确凿的相关性则可能产生一个预测术后恢复的方法，这在临床中是非常有用的。”图七、利用血液检查预测术后恢复的方法有望用于临床虽然尚未证实，研究人员相信，这群活动模式与病人恢复过程最为相关的细胞群，是一个被称为“髓系抑制性细胞”的亚群，其他的研究显示它们对炎症具有抑制作用。这些细胞在癌症中起到负面作用，它们过度的活动似乎会抑制身体的免疫系统攻击肿瘤。但在手术后的背景下，他们的活动可能就是医生所希望的。现在，斯坦福的研究团队正打算看看他们是否能找出一个可以预测恢复速度的术前免疫特征。“如果我们能在术前预测病人恢复时间，”Gaudilliere说，“我们也许会看到病人受益于免疫系统的预先激活或者术前的各种干预措施，如物理治疗的等。它甚至可以帮助我们决定何时或是否应该对病人进行手术。”如果想要了解更多，请在电脑上登录东胜创新资料库网址下载学术pdf文档观看：http://s.oatos.com/hxsy3pClinical recovery fromsurgery correlates with single-cell mmunesignaturesBrice Gaudillière et al.