單細(xì)胞蛋白質(zhì)組學(xué)通過(guò)研究單個(gè)細(xì)胞水平上蛋白質(zhì)表達(dá)和功能，揭示細(xì)胞個(gè)體之間的精細(xì)差異，對(duì)理解細(xì)胞在生理和病理過(guò)程中的功能至關(guān)重要。然而，這項(xiàng)技術(shù)也面臨著一些挑戰(zhàn)和難點(diǎn)。

單細(xì)胞蛋白質(zhì)組學(xué)研究難點(diǎn)

1. 單細(xì)胞的捕獲：成功將單個(gè)細(xì)胞獲取；

2. 樣本量極微：?jiǎn)蝹€(gè)細(xì)胞蛋白質(zhì)總量少，通常不到200 pg。
   

3. 蛋白質(zhì)種類繁多：?jiǎn)蝹€(gè)細(xì)胞包含上萬(wàn)種不同蛋白質(zhì)，需高度靈敏技術(shù)區(qū)分。
   

4. 無(wú)損樣品制備：將單個(gè)細(xì)胞的蛋白質(zhì)信息獲取并進(jìn)行一系列的酶解處理；
   

5. 技術(shù)設(shè)備限制：要求超高靈敏度和高分辨率的生物質(zhì)譜儀，對(duì)低水平的信號(hào)進(jìn)行定量。
   

2000+：國(guó)際期刊平均水平

在當(dāng)前研究中，通過(guò)精心優(yōu)化單細(xì)胞捕獲技術(shù)、色譜和質(zhì)譜分析參數(shù)以及相關(guān)儀器設(shè)備，科學(xué)家們已經(jīng)在單細(xì)胞蛋白質(zhì)組學(xué)領(lǐng)域取得了顯著進(jìn)展。正如2021年Nature Methods中所報(bào)道的，單個(gè)細(xì)胞的蛋白質(zhì)鑒定數(shù)目已經(jīng)達(dá)到2000個(gè)。這一成就在蛋白質(zhì)組學(xué)界引起了巨大反響。

 細(xì)胞類型及其預(yù)期蛋白質(zhì)含量^[1]

2700+：Matthias Man最新數(shù)據(jù)

蛋白質(zhì)組學(xué)領(lǐng)域的領(lǐng)軍人物之一，Matthias Mann教授，曾表示：“I always said that single cell proteomics would not happen in my lifetime, but I'm happy to have been proven wrong”，他的團(tuán)隊(duì)在2024年利用先進(jìn)的質(zhì)譜技術(shù)，已經(jīng)能夠?qū)蝹€(gè)細(xì)胞的蛋白質(zhì)鑒定數(shù)目穩(wěn)定在2377個(gè)。

單個(gè)HeLa細(xì)胞中蛋白質(zhì)鑒定的中位數(shù)為2377^[2]

而在常規(guī)的蛋白質(zhì)組學(xué)研究中，蛋白鑒定數(shù)目更是輕松超過(guò)4000個(gè)，預(yù)示著單細(xì)胞蛋白質(zhì)組學(xué)在未來(lái)仍具有巨大的發(fā)展?jié)摿吞嵘臻g。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和優(yōu)化，我們可以期待單細(xì)胞蛋白質(zhì)組學(xué)將為生物學(xué)和醫(yī)學(xué)研究帶來(lái)更多深刻的見(jiàn)解。

4000+：最新實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)

青蓮百奧在Hela細(xì)胞（粒徑25-30μm）的蛋白鑒定測(cè)試中取得了突破性成果，單個(gè)細(xì)胞檢測(cè)深度達(dá)到了4000個(gè)以上。

 青蓮百奧單個(gè)Hela細(xì)胞蛋白質(zhì)組學(xué)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)

進(jìn)一步，考慮到細(xì)胞大小對(duì)蛋白鑒定數(shù)目的影響，我們采用了粒徑為12μm-18μm的類器官細(xì)胞進(jìn)行測(cè)試，成功實(shí)現(xiàn)了1000個(gè)以上的蛋白鑒定深度。這些成果顯著地展示了我們?cè)趩渭?xì)胞蛋白質(zhì)組學(xué)研究領(lǐng)域的領(lǐng)先地位和技術(shù)創(chuàng)新能力。

 青蓮百奧類器官單細(xì)胞蛋白質(zhì)組學(xué)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)

青蓮百奧解決方案

青蓮百奧提供一站式的單細(xì)胞蛋白質(zhì)組學(xué)研究解決方案，涵蓋了從組織解離、細(xì)胞懸液制備到cellenONE細(xì)胞分選技術(shù)，再到利用timsTOF SCP質(zhì)譜儀進(jìn)行的高精度蛋白質(zhì)檢測(cè)。這不僅能夠深入分析單個(gè)Hela細(xì)胞中的4000多種蛋白質(zhì)，揭示細(xì)胞間的差異，還通過(guò)專業(yè)的數(shù)據(jù)分析服務(wù)，幫助研究人員深入理解細(xì)胞功能和疾病發(fā)展的復(fù)雜機(jī)制，為精準(zhǔn)醫(yī)療和疾病機(jī)理研究提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支持。

青蓮百奧單細(xì)胞蛋白質(zhì)組學(xué)解決方案

關(guān)鍵技術(shù)一：cellenONE-利用機(jī)器視覺(jué)和熒光通道分選單細(xì)胞，確保高達(dá)99%的單細(xì)胞分選率

機(jī)器視覺(jué)分選

cellenONE 技術(shù)通過(guò)機(jī)器視覺(jué)精準(zhǔn)分選單細(xì)胞，避免因泊松分布導(dǎo)致的多細(xì)胞問(wèn)題，提高實(shí)驗(yàn)效率并減少數(shù)據(jù)偏差。它只選擇單個(gè)細(xì)胞液滴并分選到指定位置，未符合條件細(xì)胞返回樣本管，允許二次分選，確保無(wú)細(xì)胞浪費(fèi)。設(shè)備還實(shí)時(shí)記錄圖像，確保實(shí)驗(yàn)過(guò)程可追溯。

 cellenONE機(jī)器視覺(jué)分選（圖片來(lái)自網(wǎng)絡(luò)cellenion官網(wǎng)）

熒光通道分選

cellenONE可以配置熒光模塊，支持單通道（FITC）以及四通道模塊（DAPI、FITC、PE和Cy5）分選感興趣的目標(biāo)單細(xì)胞。

 cellenONE熒光通道分選（圖片來(lái)自網(wǎng)絡(luò)cellenion官網(wǎng)）

單細(xì)胞分選率高達(dá)99%

cellenONE技術(shù)實(shí)現(xiàn)了高達(dá)99%的單細(xì)胞分選率（以粉紅色表示），有效排除了雙細(xì)胞（灰色），確保了單細(xì)胞分選的準(zhǔn)確性。與微滴、微流體、微孔板等技術(shù)相比，cellenONE顯著提高了分選效率和數(shù)據(jù)質(zhì)量。

單細(xì)胞分選率高達(dá)99%（圖片來(lái)自網(wǎng)絡(luò)cellenion官網(wǎng)）

關(guān)鍵技術(shù)二：Bruker timsTOF SCP- 專為單細(xì)胞蛋白質(zhì)組學(xué)設(shè)計(jì)的質(zhì)譜儀，提供高速度和靈敏度

采用專為單細(xì)胞蛋白質(zhì)組學(xué)而生的質(zhì)譜儀Bruker timsTOF SCP，拓寬單細(xì)胞研究的視野，timsTOF SCP 采用了一個(gè)全新改進(jìn)的離子源概念，結(jié)合平行積累連續(xù)碎裂(PASEF?)采集方法的優(yōu)勢(shì)提供了極高的速度和靈敏度，以應(yīng)對(duì)單細(xì)胞蛋白組或幾個(gè)細(xì)胞的翻譯后修飾的分析挑戰(zhàn)。

 timsTOF SCP，摘自Bruker官網(wǎng)（timsTOF SCP | Bruker）

青蓮百奧通過(guò)整合先進(jìn)技術(shù)和儀器，顯著提升了單細(xì)胞蛋白質(zhì)檢測(cè)的深度，為精準(zhǔn)醫(yī)療和深入探究疾病機(jī)理提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支持。感興趣的友友們快碼住咨詢~

參考文獻(xiàn)

[1] Rosenberger F A, Thielert M, Mann M. Making single-cell proteomics biologically relevant [J]. Nature Methods, 2023, 20(3): 320-323.

[2] Thielert M, Itang E C M, Ammar C, et al. Robust dimethyl‐based multiplex‐DIA doubles single‐cell proteome depth via a reference channel [J]. Molecular Systems Biology, 2023, 19(9).