使用单细胞-ICP-MS法定量癌症细胞对金纳米粒子的摄取

    研究表明，通过采用SC-ICP-MS 方法，能够测定细胞内金属成分、定量分析金属及金属掺杂药物、纳米粒子的细胞摄取率。

    在本文中，我们证明了，在单个细胞基础上通过PerkinElmer 的NexION®2000 单细胞ICP-MS 解决方案来量化癌细胞的金纳米粒子摄取量。该技术能够准确定量出含金纳米粒子（AuNP）的细胞数，还能够分析每单个癌细胞中的AuNP 数，给出细胞群的摄取分布。

方法

    通过表1 所示条件，在NexION 2000 ICP-MS 上运行Syngistix 软件下的单细胞应用模块，完成所有样品分析。图1 显示了用于SC-ICP-MS 分析的组件，包括NexION 2000 Asperon™ 雾化室以及专用的单细胞进样微型DX自动取样器。Asperon 雾化室旨在Z*程度将细胞传送到NexION，而单细胞微型DX 自动取样器则在分析前搅动细胞悬浊液，以确保细胞不会从溶液中沉淀出来。

T24 癌细胞摄取量

    将人类T24 膀胱癌细胞用作癌细胞模型，以量化暴露于聚乙二醇化AuNP 时的细胞纳米颗粒摄取量。采用0.4nM 聚乙二醇化的AuNP，培养T24 癌细胞4 小时。用1xPBS 大量洗涤以去除多余的AuNP 后，用4% 多聚甲醛将T24 癌细胞固定，形成单细胞悬浮液。对于定量每个细胞的AuNP 数，SC-ICP-MS 分析结果显示，每个细胞的AuNP 分布范围为每个细胞摄取1 到5 个AuNP（图5）根据图5 所示数据，合乎逻辑的下一步是，通过SC-ICP-MS，研究观察到的纳米颗粒于细胞分布的原因和潜在的生物学机制。换句话说，为什么某些细胞比其他细胞会摄取更多AuNP ？这一点很重要，因为AuNP 是很有前景的纳米材料，并且越来越多用于癌症ZL的诊断和ZL应用。4,13 由于缺乏有效的分析工具，文献中关于AuNP 如何与单个癌细胞相互作用的量化信息有限。通过量化单细胞（一次一个完整细胞）的细胞内元素浓度，SC-ICP-MS（一种允许将完整的单个细胞导入高灵敏度ICP-MS 的技术）提供了获得这一重要信息的分析方法。

结论

    在本研究中，我们通过单细胞ICP-MS 分析方法，在单个细胞水平上定量癌细胞的AuNP 摄取量。结果表明，每个细胞吸收的AuNP 分布并不均匀，特定细胞群内的某些细胞比其他细胞明显摄取更多AuNP。SC-ICP-MS 是一个强大的分析工具，可在单个细胞水平上量化元素浓度和纳米粒子的分布。这项技术在单细胞基础上，具有提供的纳米粒子- 细胞相互作用差异新见解的潜力。