在輔助生殖技術不斷發(fā)展的今天,卵母細胞的成熟狀態(tài)直接關系到妊娠結局與胚胎質(zhì)量,而脂質(zhì)組的動態(tài)調(diào)控正是揭示卵母細胞成熟機制的關鍵鑰匙。近日,一項發(fā)表于《Analytical Chemistry》的研究帶來了顛覆性突破——基于閥上微流超臨界流體萃取-色譜-質(zhì)譜聯(lián)用(μSFE-SFC-MS)的創(chuàng)新技術,成功實現(xiàn)單卵母細胞脂質(zhì)組的高效、高覆蓋率解析。值得關注的是,Quantum Design 中國工程師深度參與,通過提供 iotaSciences 的單細胞可視化分選系統(tǒng)—isoPick及配套技術支持,助力研究團隊攻克樣本處理關鍵瓶頸,該成果在致謝部分特別提及 Quantum Design 中國對實驗的支持,為單細胞精準分析在生殖醫(yī)學領域的應用奠定堅實基礎。

單細胞可視化分選系統(tǒng)——isoPick

文章致謝內(nèi)容
傳統(tǒng)技術瓶頸:單卵母細胞分析的“雙重困境”
長期以來,單卵母細胞脂質(zhì)組分析面臨兩大核心難題。一方面,人類卵母細胞樣本稀缺珍貴,傳統(tǒng)批量分析需大量樣本,難以滿足臨床與基礎研究需求;另一方面,常規(guī)有機溶劑萃取會導致樣本過度稀釋,結合耗時的液相色譜分離,不僅分析覆蓋率低(尤其缺失低豐度脂質(zhì)信號),且單次分析需耗時2小時左右,嚴重限制了研究效率與數(shù)據(jù)統(tǒng)計學意義。這些瓶頸使得卵母細胞成熟過程中的脂質(zhì)重塑機制始終未能被充分解析。
isopick 平臺:單細胞精準分析的 “核心樞紐”
作為該創(chuàng)新技術 workflow 的核心支撐設備,isopick單細胞拾取平臺憑借其高精度操作能力,從“樣本捕獲”到“分析銜接”全流程突破傳統(tǒng)限制,其核心價值體現(xiàn)在兩大維度:
1. 精準捕獲,保障樣本完整性
在本研究中,小鼠卵母細胞經(jīng)體外培養(yǎng)至不同成熟階段(GV、GVBD、MI、MII)后,需進行單細胞級別的精準分離。isopick平臺通過顯微操控技術,可在嚴格的無菌環(huán)境下高效捕獲單個卵母細胞,避免了傳統(tǒng)手工操作可能導致的細胞損傷或交叉污染,確保了后續(xù)脂質(zhì)分析的樣本真實性。
2. 無縫銜接,構建一體化分析通路
捕獲后的單卵母細胞通過零死體積雙向接頭直接連接至5μL進樣環(huán),實現(xiàn)了從“細胞拾取”到“在線萃取”的無縫對接。這種一體化設計最大限度減少了樣本轉(zhuǎn)移過程中的損失,為后續(xù)超臨界流體萃取(以75%超臨界CO₂與25%甲醇為流動相)和毛細管色譜分離奠定了基礎,直接助力該技術將單次分析時間壓縮至15分鐘,較傳統(tǒng)方法效率提升8倍。

技術突破:isopick賦能下的科研新發(fā)現(xiàn)
在isopick平臺的支撐下,該技術實現(xiàn)了單卵母細胞脂質(zhì)組分析的“質(zhì)”與“量”的雙重飛躍:
1. 高覆蓋率檢測:成功注釋276種脂質(zhì)分子,涵蓋156種磷脂、37種神經(jīng)酰胺、32種鞘磷脂及51種甘油酯,其中低豐度甘油酯等物種的檢出率較傳統(tǒng)方法提升2倍以上,甚至可與100個卵母細胞的批量分析覆蓋率相媲美。

2. 動態(tài)機制解析:通過對比不同成熟階段的脂質(zhì)組差異,創(chuàng)新性得在單細胞水平明確了磷脂向鞘磷脂、甘油酯轉(zhuǎn)化的重塑規(guī)律——GV期富集的磷脂(如PC)維持細胞膜完整性,GVBD期神經(jīng)酰胺(Cers)激活信號通路,MI期甘油三酯(TGs)積累提供能量,MII期氧化磷脂減少降低氧化應激,這些發(fā)現(xiàn)為理解卵母細胞成熟機制提供了全新視角。

3. 潛在標志物挖掘:篩選出PC(40:3)、PC(40:4)、PE(34:0)等3種關鍵脂質(zhì)標志物,其含量變化可提前指示卵母細胞是否進入MII期,為輔助生殖中卵母細胞質(zhì)量評估提供了新的分子標準。
生命的起點,藏在一顆小小的卵細胞里。而決定卵細胞是否“合格”的關鍵,就藏在它內(nèi)部的脂質(zhì)中——這些類似脂肪的物質(zhì),是卵子成熟、受精的“隱形推手”。但過去,想搞清楚單個卵子里的脂質(zhì)變化,簡直是“不可能完成的任務”。直到本研究的出現(xiàn),用15分鐘就給單個卵子完成了“脂質(zhì)體檢”,這背后,離不開isoPick單細胞可視化分選系統(tǒng)的“精準捕手”。

應用前景:從生殖醫(yī)學到多領域單細胞分析的技術推廣
該研究證實,isopick單細胞拾取平臺與μSFE-SFC-MS技術的結合,不僅解決了單卵母細胞脂質(zhì)組分析的核心難題,其技術思路還可推廣至其他單細胞及微量樣本分析場景,如胚胎細胞、循環(huán)腫瘤細胞的代謝組研究。在生殖醫(yī)學領域,這一技術有望通過脂質(zhì)標志物提前預判卵母細胞成熟潛力,優(yōu)化胚胎篩選流程,最終提升輔助生殖成功率。
相關產(chǎn)品:
單細胞可視化分選系統(tǒng)——isoPick:http://www.053xs.cc/show1equip.asp?equipid=5035452
單細胞可視化分選培養(yǎng)系統(tǒng)—isoCell:http://www.053xs.cc/show1equip5069966.html