細(xì)胞凋亡的調(diào)控失常是腫瘤發(fā)生的標(biāo)志性事件之一，多種抗癌藥物通過(guò)與細(xì)胞膜相互作用觸發(fā)腫瘤細(xì)胞凋亡。在此過(guò)程中，細(xì)胞膜微環(huán)境的變化及代謝重編過(guò)程，可通過(guò)脂質(zhì)組學(xué)進(jìn)行精確表征。但由于單細(xì)胞尺寸小且群體內(nèi)部脂質(zhì)組成差異大，傳統(tǒng)液相色譜—質(zhì)譜聯(lián)用（LC-MS）技術(shù)僅能獲取細(xì)胞群體的平均組分信息，難以揭示單細(xì)胞水平的脂質(zhì)異質(zhì)性特征。

　　近日，中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所等研究團(tuán)隊(duì)，發(fā)展了一種基于單模光纖像傳遞的高空間分辨率質(zhì)譜成像（MSI）儀器和方法。該技術(shù)空間分辨率達(dá)到800nm，實(shí)現(xiàn)了在單細(xì)胞水平上解析藥物誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡過(guò)程中的脂質(zhì)代謝異質(zhì)性。

　　研究團(tuán)隊(duì)從儀器創(chuàng)制與質(zhì)譜成像方法兩方面提出了系統(tǒng)的解決方案。在儀器創(chuàng)制方面，團(tuán)隊(duì)利用單模光纖對(duì)激光模式的過(guò)濾特性，結(jié)合自主設(shè)計(jì)的像傳遞光學(xué)系統(tǒng)，研制了新型高空間分辨率激光解吸電離源。該裝置在保持大于25mm長(zhǎng)工作距離（有效避免光纖污染）的條件下，實(shí)現(xiàn)了約800nm的空間分辨率。

　　在此基礎(chǔ)上，團(tuán)隊(duì)搭建了反射式飛行時(shí)間質(zhì)譜儀，質(zhì)量分辨率超過(guò)10000，可用于鼠腦組織切片及單細(xì)胞的高分辨質(zhì)譜成像。在質(zhì)譜成像方法方面，團(tuán)隊(duì)將高分辨MSI、細(xì)胞形態(tài)學(xué)分析與LC-MS技術(shù)深度融合，建立了一套可同時(shí)獲取平均組分與單細(xì)胞形貌特異性脂質(zhì)數(shù)據(jù)的新方法。

　　團(tuán)隊(duì)將該方法用于多種藥物誘導(dǎo)的HeLa與HepG2細(xì)胞凋亡過(guò)程研究，揭示了藥物作用引發(fā)的脂質(zhì)代謝具有劑量與時(shí)間依賴性，并在多藥處理模型中構(gòu)建了藥物特異性的單細(xì)胞脂質(zhì)指紋圖譜，反映了不同藥理機(jī)制在脂質(zhì)代謝層面的差異。

　　相關(guān)研究成果發(fā)表在《美國(guó)化學(xué)會(huì)志》（Journal of the American Chemical Society）上。研究工作得到國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)等的支持。

大連化物所發(fā)展單細(xì)胞質(zhì)譜成像解析細(xì)胞凋亡脂質(zhì)異質(zhì)性新方法