在辅助生殖技术不断发展的今天,卵母细胞的成熟状态直接关系到妊娠结局与胚胎质量,而脂质组的动态调控正是揭示卵母细胞成熟机制的关键钥匙。近日,一项发表于《Analytical Chemistry》的研究带来了颠覆性突破——基于阀上微流超临界流体萃取-色谱-质谱联用(μSFE-SFC-MS)的创新技术,成功实现单卵母细胞脂质组的高效、高覆盖率解析。值得关注的是,Quantum Design 中国工程师深度参与,通过提供 iotaSciences 的单细胞可视化分选系统—isoPick及配套技术支持,助力研究团队攻克样本处理关键瓶颈,该成果在致谢部分特别提及 Quantum Design 中国对实验的支持,为单细胞精准分析在生殖医学领域的应用奠定坚实基础。

单细胞可视化分选系统——isoPick

文章致谢内容
传统技术瓶颈:单卵母细胞分析的“双重困境”
长期以来,单卵母细胞脂质组分析面临两大核心难题。一方面,人类卵母细胞样本稀缺珍贵,传统批量分析需大量样本,难以满足临床与基础研究需求;另一方面,常规有机溶剂萃取会导致样本过度稀释,结合耗时的液相色谱分离,不仅分析覆盖率低(尤其缺失低丰度脂质信号),且单次分析需耗时2小时左右,严重限制了研究效率与数据统计学意义。这些瓶颈使得卵母细胞成熟过程中的脂质重塑机制始终未能被充分解析。
isopick 平台:单细胞精准分析的 “核心枢纽”
作为该创新技术 workflow 的核心支撑设备,isopick单细胞拾取平台凭借其高精度操作能力,从“样本捕获”到“分析衔接”全流程突破传统限制,其核心价值体现在两大维度:
1. 精准捕获,保障样本完整性
在本研究中,小鼠卵母细胞经体外培养至不同成熟阶段(GV、GVBD、MI、MII)后,需进行单细胞级别的精准分离。isopick平台通过显微操控技术,可在严格的无菌环境下高效捕获单个卵母细胞,避免了传统手工操作可能导致的细胞损伤或交叉污染,确保了后续脂质分析的样本真实性。
2. 无缝衔接,构建一体化分析通路
捕获后的单卵母细胞通过零死体积双向接头直接连接至5μL进样环,实现了从“细胞拾取”到“在线萃取”的无缝对接。这种一体化设计最大限度减少了样本转移过程中的损失,为后续超临界流体萃取(以75%超临界CO₂与25%甲醇为流动相)和毛细管色谱分离奠定了基础,直接助力该技术将单次分析时间压缩至15分钟,较传统方法效率提升8倍。

技术突破:isopick赋能下的科研新发现
在isopick平台的支撑下,该技术实现了单卵母细胞脂质组分析的“质”与“量”的双重飞跃:
1. 高覆盖率检测:成功注释276种脂质分子,涵盖156种磷脂、37种神经酰胺、32种鞘磷脂及51种甘油酯,其中低丰度甘油酯等物种的检出率较传统方法提升2倍以上,甚至可与100个卵母细胞的批量分析覆盖率相媲美。

2. 动态机制解析:通过对比不同成熟阶段的脂质组差异,创新性得在单细胞水平明确了磷脂向鞘磷脂、甘油酯转化的重塑规律——GV期富集的磷脂(如PC)维持细胞膜完整性,GVBD期神经酰胺(Cers)激活信号通路,MI期甘油三酯(TGs)积累提供能量,MII期氧化磷脂减少降低氧化应激,这些发现为理解卵母细胞成熟机制提供了全新视角。

3. 潜在标志物挖掘:筛选出PC(40:3)、PC(40:4)、PE(34:0)等3种关键脂质标志物,其含量变化可提前指示卵母细胞是否进入MII期,为辅助生殖中卵母细胞质量评估提供了新的分子标准。
生命的起点,藏在一颗小小的卵细胞里。而决定卵细胞是否“合格”的关键,就藏在它内部的脂质中——这些类似脂肪的物质,是卵子成熟、受精的“隐形推手”。但过去,想搞清楚单个卵子里的脂质变化,简直是“不可能完成的任务”。直到本研究的出现,用15分钟就给单个卵子完成了“脂质体检”,这背后,离不开isoPick单细胞可视化分选系统的“精准捕手”。

应用前景:从生殖医学到多领域单细胞分析的技术推广
该研究证实,isopick单细胞拾取平台与μSFE-SFC-MS技术的结合,不仅解决了单卵母细胞脂质组分析的核心难题,其技术思路还可推广至其他单细胞及微量样本分析场景,如胚胎细胞、循环肿瘤细胞的代谢组研究。在生殖医学领域,这一技术有望通过脂质标志物提前预判卵母细胞成熟潜力,优化胚胎筛选流程,最终提升辅助生殖成功率。
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单细胞可视化分选系统——isoPick:https://www.bio-equip.com/show1equip.asp?equipid=5035452
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