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荧光成像终结者，质谱引领显影新潮流
近些年来，学科的交叉带来的突破越来越大。在成像领域，传统中电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）多用来分析某种元素存在及含量，而将其应用于生命科学领域也有不俗的表现。传统的单细胞指标检测采用的多是流式细胞技术，当同时进行多指标的检测时，由于荧光光谱的重叠以及染料的限制，最多可同时检测18个指标。Scott D. Tanner提出了另外一种方式，将宽的光谱变成细的质谱检测，即质谱流式细胞技术（Mass Cytometry，又称CyTOF），利用质谱原理对单细胞进行多参数检测，既继承了传统流式细胞仪的高速分析的特点，又具有质谱检测的高分辨能力，是流式细胞技术一个新的发展方向。而这一技术核心的原理也就是ICP-MS的原理（Anal. Chem., 2009, DOI: 10.1021/ac901049w）。
CyTOF采用同位素作为标记物，通过抗原抗体反应使其结合到细胞上。首先样品进入到雾化器被分散成单细胞，然后进入ICP中被烧蚀成原子碎片，进而通过四极管滤掉分子量过小的物质，最后通过时间飞行质谱，测出所包含的原子及其含量。将每一个细胞的标记信号进行记录总结，从而进行数据分析。
CyTOF原理图。图片来源：Trends Immunol.
通过原理可以看出，CyTOF的多指标检测的限制在于同位素的个数，原则上可无限制的增加，有科学家预言其将可以实现100个指标的同时检测（Nat. Med., 2014, DOI: 10.1038/nm.3488）。下图是已发现可用于CyTOF的元素，现在可供使用的同位素总共有45个，更多同位素的发现会带来更多机会。
图片来源：Trends Immunol.
除了同位素之外，Mark Nitz合成了一个有机Te试剂用于CyTof检测（Angew. Chem. Int. Ed., 2014, DOI: 10.1002/anie.201405233）。这给众多有机化学合成实验室带来了机遇和挑战，可以合成一些用于CyTof的分子。
有机Te试剂的合成。图片来源：Angew. Chem. Int. Ed.
随后又很多研究组将CyTOF进行了发展。有研究者开发出了CyTOF成像模块，相同的检测技术，加入了成像模块，可以很好地检测切片的拓扑学结构（Nat. Methods, 2014, DOI: 10.1038/nmeth.2869）。
CyTOF工作流程图。图片来源：Nat. Methods
数据分析后的伪彩图。图片来源：Nat. Methods
不过，此技术还远远谈不上完善，其标记物还需要进一步开发，仪器的检测效率也需要改进，与荧光成像相比检测的分辨率还不够高，成像时间还有些长，数据分析的手段也还有限。正因为这些不完善，质谱流式细胞技术才有更多的成长空间。
原文（扫描或长按二维码，识别后直达原文页面，或点此查看原文）：
A deep profiler’s guide to cytometry
Trends Immunol., 2012, DOI:10.1016/j.it.2012.02.010
（本文由浮生供稿）