單細胞蛋白質(zhì)組學通過研究單個細胞水平上蛋白質(zhì)表達和功能，揭示細胞個體之間的精細差異，對理解細胞在生理和病理過程中的功能至關重要。然而，這項技術也面臨著一些挑戰(zhàn)和難點。

單細胞蛋白質(zhì)組學研究難點

1. 單細胞的捕獲：成功將單個細胞獲取；

2. 樣本量極微：單個細胞蛋白質(zhì)總量少，通常不到200 pg。
   

3. 蛋白質(zhì)種類繁多：單個細胞包含上萬種不同蛋白質(zhì)，需高度靈敏技術區(qū)分。
   

4. 無損樣品制備：將單個細胞的蛋白質(zhì)信息獲取并進行一系列的酶解處理；
   

5. 技術設備限制：要求超高靈敏度和高分辨率的生物質(zhì)譜儀，對低水平的信號進行定量。
   

2000+：國際期刊平均水平

在當前研究中，通過精心優(yōu)化單細胞捕獲技術、色譜和質(zhì)譜分析參數(shù)以及相關儀器設備，科學家們已經(jīng)在單細胞蛋白質(zhì)組學領域取得了顯著進展。正如2021年Nature Methods中所報道的，單個細胞的蛋白質(zhì)鑒定數(shù)目已經(jīng)達到2000個。這一成就在蛋白質(zhì)組學界引起了巨大反響。

 細胞類型及其預期蛋白質(zhì)含量^[1]

2700+：Matthias Man最新數(shù)據(jù)

蛋白質(zhì)組學領域的領軍人物之一，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”，他的團隊在2024年利用先進的質(zhì)譜技術，已經(jīng)能夠?qū)蝹€細胞的蛋白質(zhì)鑒定數(shù)目穩(wěn)定在2377個。

單個HeLa細胞中蛋白質(zhì)鑒定的中位數(shù)為2377^[2]

而在常規(guī)的蛋白質(zhì)組學研究中，蛋白鑒定數(shù)目更是輕松超過4000個，預示著單細胞蛋白質(zhì)組學在未來仍具有巨大的發(fā)展?jié)摿吞嵘臻g。隨著技術的不斷進步和優(yōu)化，我們可以期待單細胞蛋白質(zhì)組學將為生物學和醫(yī)學研究帶來更多深刻的見解。

4000+：最新實測數(shù)據(jù)

青蓮百奧在Hela細胞（粒徑25-30μm）的蛋白鑒定測試中取得了突破性成果，單個細胞檢測深度達到了4000個以上。

 青蓮百奧單個Hela細胞蛋白質(zhì)組學實測數(shù)據(jù)

進一步，考慮到細胞大小對蛋白鑒定數(shù)目的影響，我們采用了粒徑為12μm-18μm的類器官細胞進行測試，成功實現(xiàn)了1000個以上的蛋白鑒定深度。這些成果顯著地展示了我們在單細胞蛋白質(zhì)組學研究領域的領先地位和技術創(chuàng)新能力。

 青蓮百奧類器官單細胞蛋白質(zhì)組學實測數(shù)據(jù)

青蓮百奧解決方案

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

青蓮百奧單細胞蛋白質(zhì)組學解決方案

關鍵技術一：cellenONE-利用機器視覺和熒光通道分選單細胞，確保高達99%的單細胞分選率

機器視覺分選

cellenONE 技術通過機器視覺精準分選單細胞，避免因泊松分布導致的多細胞問題，提高實驗效率并減少數(shù)據(jù)偏差。它只選擇單個細胞液滴并分選到指定位置，未符合條件細胞返回樣本管，允許二次分選，確保無細胞浪費。設備還實時記錄圖像，確保實驗過程可追溯。

 cellenONE機器視覺分選（圖片來自網(wǎng)絡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）分選感興趣的目標單細胞。

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

單細胞分選率高達99%

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

單細胞分選率高達99%（圖片來自網(wǎng)絡cellenion官網(wǎng)）

關鍵技術二：Bruker timsTOF SCP- 專為單細胞蛋白質(zhì)組學設計的質(zhì)譜儀，提供高速度和靈敏度

采用專為單細胞蛋白質(zhì)組學而生的質(zhì)譜儀Bruker timsTOF SCP，拓寬單細胞研究的視野，timsTOF SCP 采用了一個全新改進的離子源概念，結合平行積累連續(xù)碎裂(PASEF?)采集方法的優(yōu)勢提供了極高的速度和靈敏度，以應對單細胞蛋白組或幾個細胞的翻譯后修飾的分析挑戰(zhàn)。

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

青蓮百奧通過整合先進技術和儀器，顯著提升了單細胞蛋白質(zhì)檢測的深度，為精準醫(yī)療和深入探究疾病機理提供了強有力的技術支持。感興趣的友友們快碼住咨詢~

參考文獻

[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).