完成单位：东北大学

完成人：王建华、魏星、于永亮、陈明丽、舒杨、陈旭伟、杨婷、陈帅

成果简介：

金属/类金属是生命重要载体，在生长发育过程中起到了重要作用。金属/类金属元素失衡或过量摄入会对生命体造成毒害效应。同时，某些金属或形态与特定疾病密切相关。研究生命体系中金属及形态迁移转化，有助于阐述疾病发生与治疗机制。本项目创制了适于生命体系中金属形态原位分析的仪器系统，将生命样品原位采样、实时样品预处理、光/质谱检测集成化，实现生命系统中金属形态及迁移转化的即时监测。研制了系列适于采样、样品预处理、进样、分析检测的单元模块与接口，任意组合组装这些单元模块，集成为三个分析系统，即体液分析系统、单细胞（二维）分析系统、组织样品成像系统。开发建立了匹配的独立控制系统和强大的数据处理系统，包括形态分析的积分法、单细胞分析的一阶导数法等。所研制的适于生命体系中金属/类金属形态分析的光谱系统不仅可从多角度研究生命样品中特定金属或形态变化迁移趋势，同时可为研究生命体系中与特定疾病相关的金属及形态转化和疾病发生与治疗机制提供有效工具。

创新点及科学价值：

（1）高效快速地提取体液中的痕量金属元素并对其进行灵敏测定；准确地对小体积血液样品中的痕量金属形态进行高效提取和基质去除，为血样中金属形态分析提供了有效的新方法；

（2）实现高通量、高时间分辨的单细胞分析，获取异质性信息；开发了多种可实现单细胞操控及筛选的微流控芯片，同时基于多流体原理，有效地去除复杂全血样品基体，实现小体积血液样品中单个稀有细胞（如循环肿瘤细胞，CTC）的分离与检测，这对于癌症的早期诊断具有重要意义；

（3）将LIF与ICP-MS耦合，实现单细胞荧光-质谱二维分析。通过荧光和元素双重标记策略，可获得单细胞多重数据信息，从而获得更全面的单细胞分析。如在单个肿瘤细胞水平上研究药物摄取或细胞表型差异性与疾病标志蛋白的表达及其关联，为个性化治疗提供指导；同时耦合毛细管电泳单元，可实现血液/细胞中金属及其形态或聚集体的形态分离分析，这对于生命健康分析及毒理分析具有重要作用。

应用前景：

所研制的适于生命体系中金属/类金属形态分析的光谱系统，有利于深入研究金属及其形态或聚集体与生命体系中的迁移转化，可为某些特定相关疾病的发生及其与健康的关系提供依据，从而进一步研究疾病的发生和发展机制，有助于疾病预防、早期检测诊断和有效治疗。