同时检测单个细胞上多种化学元素的方法技术

一种同时检测单个细胞上多种化学元素的方法，包括：使用等渗缓冲液对待检测的细胞进行第一清洗处理，使用等渗固定液对经第一清洗处理的细胞进行固定，其中等渗缓冲液和等渗固定液均不含细胞内源性标志元素和待测化学元素；在使用超纯水对固定后的细胞进行第二清洗处理后，进行细胞计数，并根据计数结果使用超纯水对细胞进行稀释，得到稀释后的细胞悬液以作为待测样品；使用电感耦合等离子体

【技术实现步骤摘要】
同时检测单个细胞上多种化学元素的方法


[0001]本专利技术涉及生物样品的化学分析
，尤其涉及一种基于单细胞电感耦合等离子体质谱(Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry，ICP
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MS)同时检测单个细胞上多种化学元素的方法。

技术介绍

[0002]细胞的化学元素组成十分复杂，这些化学元素或具有重要的生理功能。以人精子细胞为例，研究表明，人精液中的宏量元素(如Na、K)和微量元素(如Zn、Cu、Se、Mn)在从精子生成到受精的整个生殖过程中发挥着重要作用，从而影响精液质量。目前常规的多元素分析多采用消解后测定元素总量的方法。这种方法只能够得到细胞中元素含量的平均水平，不能反映单个细胞的元素含量以及不同细胞间元素分布的异质性。
[0003]ICP
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MS是一种先进的化学元素分析技术，其具有灵敏度高、动态线性范围宽和检测速度快等特点。单细胞ICP
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MS(scICP
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MS)能够检测单个细胞产生的元素信号，弥补了元素总量分析的缺陷。通常，传统的四极杆ICP
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MS只能检测单个细胞中的一个元素。尽管不同的元素可以在不同的批次中进行测量，但大多细胞样品量少，难以进行多批次和长时间的检测。更重要的是，基于多批次测定的多元素信息不能匹配到同一细胞上。因此，迫切需要开发一种单细胞水平上的多元素检测方法。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术的主要目的在于提供一种同时检测单个细胞上多种化学元素的方法，以期至少能够解决上述提及的技术问题的一部分。
[0005]为实现上述目的，本专利技术的技术方案如下：
[0006]一种同时检测单个细胞上多种化学元素的方法，包括以下步骤：使用等渗缓冲液对待检测的细胞进行第一清洗处理，其中所述等渗缓冲液不含细胞内源性标志元素和待测化学元素；使用等渗固定液对经第一清洗处理后的细胞进行固定，以维持细胞的结构形态，其中所述等渗固定液不含细胞内源性标志元素和待测化学元素；在使用超纯水对经固定后的细胞进行第二清洗处理后，进行细胞计数，并根据计数结果使用超纯水对细胞进行稀释，得到稀释后的细胞悬液以作为待测样品；使用电感耦合等离子体
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飞行时间质谱仪(ICP
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TOF
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MS)对所述待测样品进行单细胞多元素检测，得到有关单个细胞内多种待测化学元素的细胞检测数据；基于所述细胞内源性标志元素从所述细胞检测数据中筛选有效细胞检测数据，再对所述有效细胞检测数据进行定量分析，得到细胞上多元素定量结果。
[0007]从上述技术方案可以看出，本专利技术同时检测单个细胞上多种化学元素的方法至少具有以下有益效果中之一或其中一部分：
[0008]本专利技术使用ICP
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TOF
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MS同时检测单个细胞上的所有元素，能够反映全元素(7Li
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238
U)的含量信息；在此基础上，兼顾细胞样品和ICP
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TOF
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MS仪器的特性，对细胞样品的处理和分析流程进行优化，具体选择不含细胞内源性标志元素和主要待测化学元素的处理试
剂对细胞样品进行处理后，使得细胞能够完整分散在超纯水中，避免了生物基质对于ICP
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TOF
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MS仪器的干扰影响，并且在分析过程中以细胞内源性标志元素来有效筛选细胞信息，避免了由于细胞碎片、颗粒杂质及信号波动产生的假阳性峰信号所容易带来的检测结果的不准确性。
[0009]通过上述技术手段，本专利技术提供的同时检测单个细胞上多种化学元素的方法实现了在一个分析批次内对单个细胞上的多种化学元素的高通量检测，并基于细胞内源性标志元素可准确、有效地筛选细胞信号，适用于不同类型的细胞例如动物细胞、低等单细胞生物细胞等，具有样品消耗少、检测速度快、无基质效应干扰和仪器损害小等优点，有较大应用前景和意义。
附图说明
[0010]图1是本专利技术实施例的同时检测单个细胞上多种化学元素的方法流程图；
[0011]图2是本专利技术实施例1的人精子细胞的多元素定量检测与分析的流程图；
[0012]图3是本专利技术实施例1的从有关单个细胞的细胞检测数据中筛选有效细胞数据的示意图。
具体实施方式
[0013]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本专利技术作进一步的详细说明。
[0014]传统的单细胞ICP
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MS通常在一个分析批次内只能检测单个细胞上的一种元素，能够反映的信息有限。此外，由于细胞碎片、颗粒杂质及信号波动产生的假阳性峰容易影响结果的准确性。在实现本专利技术的过程中，发现新兴的配备飞行时间(TOF)质量分析器的ICP
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MS(即ICP
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TOF
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MS)可以同时监测单个纳米颗粒或细胞上的全元素(7Li
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238
U)，可满足单细胞多元素同时检测的分析需求。然而ICP
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TOF
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MS的全元素检测也意味着其对基质中的干扰元素也十分敏感，因此需要在保证细胞完整的同时尽可能去除干扰基质。由此，本专利技术提出了一种同时检测单个细胞上多种化学元素的方法，利用细胞的内源元素还可作为细胞的标志性元素来准确识别细胞信号，同时兼顾细胞样品和ICP
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TOF
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MS仪器的特性，优化样品处理步骤和分析流程，通过清洗、固定、计数、稀释等处理后，细胞能够完整地分散在超纯水中，避免了生物基质对于仪器的影响。
[0015]具体而言，根据本专利技术的一些实施例，提供了一种同时检测单个细胞上多种化学元素的方法。图1是本专利技术实施例的同时检测单个细胞上多种化学元素的方法流程图。如图1所示，该方法包括操作S101至操作S105。
[0016]在操作S101，使用等渗缓冲液对待检测的细胞进行第一清洗处理，其中等渗缓冲液不含细胞内源性标志元素和待测化学元素。
[0017]在操作S102，使用等渗固定液对经第一清洗处理后的细胞进行固定，以维持细胞的结构形态，其中等渗固定液不含细胞内源性标志元素和待测化学元素。
[0018]在操作S103，在使用超纯水对经固定后的细胞进行第二清洗处理后，进行细胞计数，并根据计数结果使用超纯水对细胞进行稀释，得到稀释后的细胞悬液以作为待测样品。
[0019]在操作S104，使用ICP
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TOF
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MS对待测样品进行单细胞多元素检测，得到有关单个
细胞内多种待测化学元素的细胞检测数据。
[0020]在操作S105，基于细胞内源性标志元素从细胞检测数据中筛选有效细胞检测数据，再对有效细胞检测数据进行定量分析，得到细胞上多元素定量结果。
[0021]根据本专利技术的实施例，本专利技术兼顾本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种同时检测单个细胞上多种化学元素的方法，包括以下步骤：使用等渗缓冲液对待检测的细胞进行第一清洗处理，其中所述等渗缓冲液不含细胞内源性标志元素和待测化学元素；使用等渗固定液对经第一清洗处理后的细胞进行固定，以维持细胞的结构形态，其中所述等渗固定液不含所述细胞内源性标志元素和待测化学元素；在使用超纯水对经固定后的细胞进行第二清洗处理后，进行细胞计数，并根据计数结果使用超纯水对细胞进行稀释，得到稀释后的细胞悬液以作为待测样品；使用电感耦合等离子体
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飞行时间质谱仪对所述待测样品进行单细胞多元素检测，得到有关单个细胞内多种待测化学元素的细胞检测数据；基于所述细胞内源性标志元素从所述细胞检测数据中筛选有效细胞检测数据，再对所述有效细胞检测数据进行定量分析，得到细胞上多元素定量结果。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述等渗缓冲液为有机缓冲液，所述细胞内源性标志元素为磷元素。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述等渗缓冲液包括浓度为0.01～0.025M的有机缓冲剂、质量体积比浓度为0.9％的NaCl，pH为7.2
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7.4。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述等渗固定液包括质量体积比浓度为2～5％的固定剂、浓度为0.01～0....

【专利技术属性】
技术研发人员：阴永光，田祥伟，刘艳伟，郭瑛瑛，江桂斌，
申请(专利权)人：中国科学院生态环境研究中心，
类型：发明
国别省市：