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科研賦能：SP-ICP-MS與SC-ICP-MS技術(shù)的煥新升級(jí)之旅
ICP-MS是目前應(yīng)用較廣泛的原子光譜技術(shù)之一， PerkinElmer積極倡導(dǎo)的Single Particle單顆粒（SP）ICP-MS和Single Cell單細(xì)胞（SC）ICP-MS技術(shù)，隨著前處理和實(shí)驗(yàn)技術(shù)、ICP-MS儀器及其數(shù)據(jù)處理軟件的不斷發(fā)展，正越來(lái)越多受到環(huán)境、食品、藥物、醫(yī)學(xué)、材料和工業(yè)等領(lǐng)域的關(guān)注和使用，幫助高校、科研機(jī)構(gòu)和政府實(shí)驗(yàn)室老師研究納米顆粒、微納塑料、細(xì)胞、微生物等微粒子，助力老師們不斷探索和創(chuàng)新。
SP-ICP-MS工作原理
SP-ICP-MS的工作原理是將分散在溶液中的納米顆粒物引入ICP-MS的離子源，單個(gè)納米顆粒在高溫等離子體中瞬時(shí)形成一束含特定元素的離子流，通過(guò)四極桿質(zhì)量分析器的掃描分離，在檢測(cè)器中產(chǎn)生特征元素的脈沖信號(hào)峰，根據(jù)脈沖信號(hào)峰個(gè)數(shù)與粒子數(shù)量、脈沖峰強(qiáng)度與粒子粒徑的正相關(guān)關(guān)系，獲得目標(biāo)顆粒物的數(shù)量、粒徑等信息。它能同時(shí)獲得納米顆粒濃度與粒徑分布、團(tuán)聚信息，能快速定量粒子內(nèi)外特定元素含量，具有靈敏度高、選擇性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，是一項(xiàng)新興納米顆粒定性和定量的檢測(cè)方法。
SP-ICP-MS分析技術(shù)的核心是需要ICP-MS具有快速時(shí)間分辨能力。PerkinElmer NexION系列ICP-MS，最快瞬時(shí)采集速率達(dá)100 000點(diǎn)每秒，可直接表征小粒徑、多成分或多形狀的納米材料，如10nm Au NPs數(shù)量和粒徑測(cè)定、金納米棒的長(zhǎng)短分析[1]、Au-Ag核-殼型納米顆粒在光照和外界環(huán)境中的轉(zhuǎn)變表征[2]、無(wú)需消解直接快速測(cè)量上千根單壁碳納米管中殘留金屬釔（常用催化劑）[3]、半導(dǎo)體有機(jī)溶劑中超痕量雜質(zhì)顆粒物[4]等；在環(huán)境研究方面，SP-ICP-MS可用于定量評(píng)價(jià)NPs在河流中的溶解動(dòng)力學(xué)[5]、CeO2 NPs在土壤基質(zhì)中的變化[6]、通過(guò)測(cè)定碳13同位素篩選測(cè)定微塑料[7]等；在食品、農(nóng)作物毒理研究方面，SP-ICP-MS可測(cè)定海養(yǎng)殖的雙殼類軟體動(dòng)物中金屬基納米顆粒[8]、探索納米氧化鈰暴露對(duì)大豆植物生長(zhǎng)影響[9]等；在生命科學(xué)方面，SP-ICP-MS可評(píng)價(jià)海藻中TiO2 NPs的累積程度[10]、CuO NPs對(duì)土壤微生物群落的生態(tài)毒理效應(yīng)[11]；而在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，SP-ICP-MS可量化NPs的暴露水平并做風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，如追蹤生物體液中金屬基NPs的行為[12]，同時(shí)可作為標(biāo)記物判斷疾病，如與磁免疫測(cè)定法結(jié)合測(cè)定肺癌中腫瘤生物標(biāo)志物[13]等。
以單個(gè)細(xì)胞為單位，發(fā)現(xiàn)細(xì)胞個(gè)體間的差異對(duì)于闡釋相關(guān)金屬在細(xì)胞內(nèi)的遷移轉(zhuǎn)化及其毒理也十分重要，基于SP-ICP-MS技術(shù)的單細(xì)胞SC-ICP-MS技術(shù)，將含特定元素的細(xì)胞視為一個(gè)整體，通過(guò)單細(xì)胞專用進(jìn)樣系統(tǒng)引入檢測(cè)，實(shí)現(xiàn)含特定元素細(xì)胞的數(shù)量及單個(gè)細(xì)胞中元素含量測(cè)定。SC-ICP-MS能監(jiān)測(cè)含特定金屬元素的細(xì)胞個(gè)數(shù)，測(cè)定細(xì)胞中金屬含量，有效評(píng)估細(xì)胞個(gè)體差異，能作為細(xì)胞特異性識(shí)別工具。在生命科學(xué)方面， SC-ICP-MS可監(jiān)控藻類細(xì)胞對(duì)NPs和金屬離子攝入行為[14]、可對(duì)金屬元素標(biāo)記的單細(xì)菌細(xì)胞進(jìn)行識(shí)別和計(jì)數(shù)[15]等；在醫(yī)藥學(xué)研究領(lǐng)域，SC-ICP-MS既能量化細(xì)胞中金屬含量，如SC-ICP-MS同時(shí)計(jì)數(shù)含Cu人血紅細(xì)胞及其Cu含量[16]，又能給無(wú)機(jī)元素相關(guān)藥物開(kāi)發(fā)與給藥提供指導(dǎo)意見(jiàn)，如通過(guò)SC-ICP-MS測(cè)定抗癌藥物單核Ir和雙核Ir（III）化合物在單個(gè)癌細(xì)胞的攝入和排出情況，首次量化證實(shí)雙核Ir（III）化合物的光催化抗癌效果更好[17]等。
△Asperon™ 單細(xì)胞進(jìn)樣
△單細(xì)胞ICP-MS分析
SP-ICP-MS和SC-ICP-MS技術(shù)作為ICP-MS的前沿應(yīng)用之一，本文對(duì)基本原理及在多學(xué)科的典型應(yīng)用做了概述，若想了解詳細(xì)內(nèi)容，掃描下方二維碼獲取《PerkinElmer 單顆粒/單細(xì)胞ICP-MS應(yīng)用合集》。
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