单细胞组学的兴起，加速了生命科学研究，为诸如发育、衰老、肿瘤与免疫等诸多领域提供了新的认识和见解。过去几年，以单细胞转录组为代表的单细胞测序技术发展迅猛。蛋白质作为细胞生命活动中的主要参与者，在单细胞水平进行全蛋白质组研究，是完善单细胞多组学研究急需填补的空白。
目前，基于质谱的单细胞蛋白质组学，可利用最新一代的质谱设备，实现在广阔动态范围全蛋白组的定性和定量。除高性能的质谱之外，保证实验成功的另一个关键便是高效的单细胞蛋白质样本处理平台：将一个细胞内有限、无法扩增且丰度差异大的全蛋白处理成质谱可检测样本。
为解决上述问题，中国科学院上海药物研究所、中国科学院苏州生物医学工程技术研究所等机构的研究人员首次提出并实现了一种基于有源矩阵数字微流控芯片（Active-matrix digital microfluidics，AM-DMF）的全流程单细胞蛋白质组学（SCP）样本前处理解决方案（AM-DMF-SCP），如图1所示。该平台可以满足高通量单细胞分选、无损样品前处理和与质谱检测无缝衔接的SCP样本前处理需求，具有高效、快速、稳定易用的特点，突破了SCP样本制备的瓶颈，为科研人员提供一个可靠的工具来简化样品制备过程，从而使SCP更加大众化，推动SCP领域的发展。相关研究成果以“AM-DMF-SCP: Integrated Single-Cell Proteomics Analysis on an Active Matrix Digital Microfluidic Chip”为题发表在JACS Au期刊上。
图1 采用AM-DMF-SCP制备单细胞蛋白质组学样品
图2 利用AM-DMF-SCP对比三种不同细胞系
最后，研究人员利用AM-DMF-SCP进行了第三代EGFR抑制剂ASK120067耐药细胞（67R）及其亲本NCI-H1975细胞的单细胞蛋白质组的表征，结果分析得到VIM表达升高与67R耐药之间可能存在关联，这与大量样本分析的结果一致，如图3所示。
图3 利用AM-DMF-SCP进行耐药细胞系机制研究
综上所述，AM-DMF-SCP的提出有效克服了单细胞蛋白质组学样本制备相关的技术障碍困难，以其高效和自动化执行单细胞分选及质谱样品制备过程，纳升级痕量样本反应体系的特点，突破了单细胞蛋白质样本制备的瓶颈。该研究为单细胞蛋白质组样本制备提供了成熟可靠的解决方案，这将成为精准医疗研究领域的一个重要里程碑。
