近日，国家同步辐射实验室用户，中国科学技术大学生命学院神经退行性疾病研究中心暨中国科学技术大学脑资源库熊伟教授研究组与中科大化学学院黄光明教授研究组合作，基于自行开发的单细胞电生理与质谱联合检测平台，对小鼠大脑中单个神经元开展了多种化学成分的快速质谱检测，获得常规手段难以检测的较低极性代谢物的代谢通路信息。相关研究成果于2月21日在线发表在国际权威综合学术期刊《美国科学院院报》(PNAS)上。
脑内神经细胞在细胞形态、突触连结、细胞结构、电生理以及生理功能上具有高度的多样性。不同种类的神经细胞中，其化学分子组成、含量、代谢也都有着很大的差别。因此，对脑内单个神经元的化学成分进行分析，具有重要的生物学价值。这项研究首次利用化学质谱方法直接无稀释的检测单个神经元中多种神经递质、代谢物、脂质等化学小分子，实现了单个神经元化学成分及代谢物的即时分析，该技术将目前神经细胞成分分析的研究推向了一个活细胞及单细胞水平，有望在单细胞层次上去研究神经生物学、代谢组学、毒理学等生命科学的重大问题，具有非常重要的应用前景。
膜片钳与单细胞质谱分析联用技术分析单个神经细胞示意图
质谱分析因具有高灵敏度、大的线性范围以及高通量分析待测物的特点，逐渐被用于单细胞的细胞代谢分析。在本项研究中，主要利用合肥光源“光电离质谱实验站”（BL04B）开展了单细胞层次上对神经元功能、代谢物组成及其代谢通路的研究。
“光电离质谱实验站”（BL04B）主要利用可调谐同步辐射真空光电离结合分子束质谱技术，实时探测光、热、放电、催化等过程的反应中间体，探讨所涉及的化学反应机理。此外，质谱分析实验站还用于研究土壤、食品、 中药提取物等的化学分析，以及生物组织质谱成像等。
