综述：微流控和质谱技术推动了单细胞蛋白质组学

　　

了解细胞的异质性对于解析细胞亚群、分化过程和微环境的影响至关重要。单细胞蛋白质组学在解释这种复杂性方面发挥关键的作用，但传统技术面临严峻的挑战，比如样本损耗和灵敏度不足。

针对这些问题，北京理工大学的张帅龙教授和李航教授及其团队近日在《Engineering》杂志上发表了一篇题为“Droplet-Based Microfluidics with Mass Spectrometry for Microproteomics”的综述文章。

这篇文章探讨了基于液滴的微流控技术与质谱技术的整合，强调了其在单细胞蛋白质组学研究中的优势和应用前景。

文章首先介绍了液滴微流控技术及其在单细胞分析中的应用，包括SODA、nanoPOTS和数字微流控（DMF）等技术，它们能够精确地操纵芯片上的微滴。这种能力有助于完成复杂的任务，包括细胞培养、单细胞分离、样本制备和分析物富集，从而加深对细胞行为和相互作用的了解。

作者重点介绍了将液滴微流控与质谱相结合用于单细胞蛋白质组学的最新进展。nanoPOTS、SODA和OAD芯片等技术允许在单张芯片上进行多步骤样本制备，大大提高了分析效率。DMF平台（如DMF-SP3和DISCO）则实现了高度灵敏的蛋白质组学分析，特别适合小的细胞群。

文章还强调了多功能液滴微流控技术如何与质谱系统无缝整合，比如All-in-one DMF和DMF-μSH-MS，为研究人员提供了快速灵敏的深度蛋白质组学分析工具。

作者介绍了微量蛋白质组学在生物研究中的各种应用，包括细胞异质性研究、空间蛋白质组学研究和生物标志物发现。这些见解不仅增强了我们对细胞多样性的理解，还有助于开发更精确更实用的方法用于精准医学。

作者认为，基于液滴的微流控技术已成为微量蛋白质组学中的一项强大技术，它实现了微型化和集成化的工作流程，对反应条件具有极强的控制能力，并能最大限度减少样本损耗。

文章总结道，近年来液滴微流控系统与高分辨率质谱的无缝集成使得小细胞群和单细胞的深度定量蛋白质组分析成为现实，促进了生物学和临床应用。这项技术在表征细胞异质性以及发现新的生物标志物方面发挥了重要作用。

展望未来，微流控和质谱技术的进一步发展有望将单细胞蛋白质组学推向新的前沿。优化工作流程和仪器将提高分析灵敏度，揭示低丰度蛋白质及其翻译后修饰。先进质谱技术与机器学习工具的结合将增强数据分析能力，简化复杂蛋白质组学数据的解读。

尽管面临着高效样本转移和电离界面设计等挑战，但研究人员正在积极探索创新的分离技术，以便提高通量能力。液滴微流控-质谱系统的不断发展有望克服这些技术障碍，从而在基础研究和临床应用领域释放出巨大潜力。