利用icpTOF技术深入了解细胞离子组学

这篇单细胞ICP-MS文章揭示了icpTOF技术在单个细胞基础上检查细胞离体的能力，而不需要预先知道细胞元素组成。

奥尔加Borovinskaya^1，忙于习慕兰Aulakh²,马库斯Ralser²
1.2、天津爆炸弗朗西斯克里克学院，英国

金属和非金属如S, P, Na, K, Ca, Mg, Mn, Fe, Cu, Zn, Se是活细胞的必要成分。事实上，它们调节着重要的细胞功能，要么整合到蛋白质结构中，要么作为游离离子。例如:

• 钠、氯、钾和钙使神经细胞能够传递电信号。
• 硫支持不同蛋白质之间的连接
• 磷以磷酸的形式存在于ATP、GTP、DNA和RNA中
• 蛋白质和酶需要额外的微量金属来进行化学反应。

传统细胞Ionomics

元素在细胞中的分布——通常称为细胞离体¹-可以用来确定细胞之间的发育状态和生长速度。元素组成的转变可以用来检查对药物或有毒化合物的反应，例如，用于癌症治疗的铂基化合物。

通常，细胞生物学研究使用摘要利用在酸消化细胞颗粒之后。这种技术通常需要相对较高的细胞数量，增加了分析成本，并且只提供给定细胞群的平均结果。细胞群内的异质性没有被检查，研究也缺乏细胞间变异性的数据。

图1所示。记录单个异常Wickerhamomyces酵母细胞信号的例子。数据采集时间为120µs。

不确定型Ionomics

然而，每个细胞都有其独特之处。因此，单个细胞的分析为细胞与环境的相互作用和细胞内生物化学提供了新的见解。由于生物系统中许多过程的相互连接，对细胞中每一个元素的访问都提高了实验的效率和功率，从而改进了模型和预测。

TOFWERK icpTOF质谱仪允许研究人员同时检测单个细胞中的每一种元素²，使其成为多参数离子组学的典型和独特的工具。

图2。左:单个单元格中不同元素的平均计数(定义为元素X的计数/所有元素计数的总和)。右图:不同细胞种类的单个细胞中不同元素的平均计数。平均计数和分数计数的差异表明不同细胞种类间元素浓度的差异。

图3。不同物种的PCA图。分析表明，不同物种的细胞群没有明显的分离。酿酒酵母与猪链球菌、猪链球菌与异常猪链球菌之间差异不大。

单细胞ICP-MS分析结果

本研究分析了在添加Co的合成全葡萄糖培养基中培养的分化酵母细胞的细胞离体，icpTOF R具有传统的样品导入系统，在触发模式下(120µs集成时间)采集速率为8250个光谱/s，在连续模式下(1.8 ms集成时间)采集速率为550个光谱/s。

利用TOFWERK公司的TofPilot软件中的粒子处理模块，从离子背景中分离出单细胞信号。

P、Mg和Zn在所有细胞中均可见，而K、Fe、Mn和Cd在部分细胞中可见(可能是较大的细胞)。只有数据的P、镁和锌是检查,收益率平均可检测的可变性和相对浓度的不同元素在不同的物种(图2)。然而,由主成分分析(PCA)的结果,这是接受了来自不同物种的完全分离的细胞是不可能的。

两者之间只有细微的差别酿酒酵母和美国非洲酒和美国非洲酒和w . anomalus．这个例子揭示了icpTOF技术用于在单个细胞的基础上研究细胞离体，而不需要预先知道细胞的元素组成。

参考文献

1. Malinouski m;哈桑:m;张,y;Seravalli, j .;林,j .;Avanesov, a;Lutsenko,美国;全基因组RNAi离子组学筛选揭示了新的基因和人类微量元素代谢的调节。自然通讯2014,5,3301。
2. •l .;Gundlach-Graham, a;Hattendorf b;Günther, D，具有连续和离散引入解决方案的新型ICP-TOFMS仪器的表征。j .肛门。在。光谱分析，2017,32(3)，548-561。

这些信息已从TOFWERK提供的材料中获取、审查和改编。欧洲杯足球竞彩

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