一、實時單細胞多模態分析儀的功能概述：

單細胞研究對于理解細胞的組成、生理行為與功能的多樣性具有重要意義，基因組、轉錄組、蛋白組、代謝組學等分析技術為單細胞研究提供了有力工具。可以實時、連續、定量檢測單個活細胞的小分子含量及酶活性。

二、主要性能：

實時單細胞多指標檢測：實時檢測單個活細胞內小分子含量（如葡萄糖、乳酸、ATP、Ca2+、K+等）及酶活性（葡萄糖苷酶、鞘磷脂酶、乳酸脫氫酶等），可匹配160余種商品化試劑盒；

實時亞細胞原位檢測：在亞細胞水平（胞質、胞核、胞膜）實時連續、原位檢測；

超微量提取、注射：單細胞水平提取細胞器（如溶酶體、線粒體）、胞質進行質譜或其它平臺的聯用分析；單細胞注射藥物、代謝劑等，并進行藥效評估；

活體水平檢測：活體水平實時檢測生化指標（用藥前后、中醫藥針灸刺激前后）的變化；

電信號檢測：通過電探頭對細胞釋放的電活性物質進行檢測，如過氧化氫、一氧化氮、多巴胺、超氧陰離子等物質。

三、實時單細胞多模態分析儀的經典應用：

腫瘤細胞異質性研究，包括糖代謝、脂代謝、蛋白代謝相關的小分子和酶活分析；

結合抑制實驗，研究腫瘤細胞代謝過程中關鍵激活酶，為抗癌藥物研發提供理論基礎；

通過抗癌新藥直接刺激細胞或配合專用探頭實現細胞內送藥，評估其對單細胞內代謝參數指標的影響。

四、代表文獻：

1)ZhengXT,Yang

HB,LiCM.Opticaldetectionofsinglecelllactatereleaseforcancermetabolicanalysis.AnalChem.2010Jun15;82(12):5082-7.(DOI:10.1021/ac100074n)  

2)PanR,XuM,JiangD,BurgessJD,ChenHY.Nanokitforsingle-cellelectrochemicalanalyses.ProcNatlAcadSciUSA.2016Oct11;113(41):11436-11440.(DOI:10.1073/pnas.1609618113)  

3)ZhengXT,LiCM.Singlelivingcelldetectionoftelomeraseover-expressionforcancerdetectionbyanopticalfibernanobiosensor.BiosensBioelectron.2010Feb15;25(6):1548-52..(DOI:10.1016/j.bios.2009.11.008)  

4)ZhengXT,HuW,WangH,YangH,ZhouW,LiCM.Bifunctionalelectro-opticalnanoprobetoreal-timedetectlocalbiochemicalprocessesinsinglecells.BiosensBioelectron.2011Jul15;26(11):4484-90.(DOI:10.1016/j.bios.2011.05.007)  

五、新藥研究介紹：

（1）藥物的極性和分子量會影響其透過細胞膜的效率，如果藥物的細胞膜透性較低或未知，可以單細胞內定點注射藥物并實時檢測藥效相關指標（Ca2+和ROS等），可以反映藥物發揮作用的潛在位置；

（2）為了理解藥物作用機制，需要預先判斷可能的轉運體、藥物靶點、及涉及到的關鍵代謝酶，然后通過單細胞多模態分析儀進行驗證，由于是實時的，可以添加相關抑制劑或增強劑直接進行判斷驗證；

（3）用于單細胞亞細胞水平的定向給藥及實時原位檢測藥物作用效果，提供亞細胞水平藥物-細胞相互作用研究的重要工具，實現單細胞層面藥物保護性研究和抑制性研究，可為藥物載體的單細胞層面載藥能力研究和亞細胞層面的定位提供選擇性平臺。

六、神經領域應用：

單細胞胞質的超微量抽提，和質譜平臺聯用完成遞質成分的分析；

納米級探頭實現單個神經細胞或腦組織的小分子電化學檢測；

中醫藥領域，可對特定穴位血清素（5-羥色胺）、一氧化氮、乙酰。膽。堿、抗壞血酸等關鍵指標的實時監測，可配合組織解剖學實驗，研究不同組織類型的指標差異，輔助針灸機理研究；

活體動物模型在體檢測，輔助腫瘤疾病藥物研究。

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