秦少杰, 白 玉, 刘虎威

(北京大学化学与分子工程学院,北京分子科学国家研究中心,北京 100871)

细胞是构成生物体的基本单位[1],由于遗传因素、生化噪音[2]、细胞微环境[3]等诸多因素使得单个细胞之间存在着广泛的异质性。因此,单细胞研究不仅使人类对细胞与生命的本质有更为精确的认识,也为疾病的诊断、分型、治疗以及预后提供了更为强有力的工具[4,5]。蛋白质作为生命活动的主要承担者,可以为其提供更为直接且更有价值的表型信息,因此成为单细胞研究的热点目标。单细胞内蛋白质种类繁多,丰度低,动态分布范围宽[6]且无法扩增,因此对检测手段提出了更高的灵敏度要求。在众多高灵敏分析方法中,荧光检测方法的灵敏度可以达到单分子水平[7],并且具有动态跟踪能力[8],但是其蛋白质检测通量有限。然而电化学检测方法虽然细胞干扰小[9],但受限于蛋白质通量[10]以及电化学活性[11]的要求,无法对多种蛋白质进行同时检测。质谱作为研究蛋白质组学的一种常规方法,其灵敏度高,通过已有的蛋白质数据库,可以同时对上万种蛋白质进行定性以及定量,并且可以提供丰富的蛋白质结构信息。但是由于单个体细胞内的蛋白质总量平均只有约100 pg[6],利用质谱直接进行检测会面临样本复杂度和单细胞灵敏度等挑战,因此质谱前的分离技术对于提高方法检测灵敏度以及蛋白质定性定量的准确度来说十分必要。目前,基于质谱的单细胞蛋白质组学研究方面的综述仍较少[6,12-16],并且以分离方式为主线进行梳理的还未见报道。……