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细胞是生物体形态结构和生命活动的最基本单位,不同细胞具有个体差异性,单细胞分析方法可以检测到单个细胞携带的信息,避免被群体细胞的平均值掩盖。在单细胞水平上研究不同细胞个体之间新陈代谢的区别与联系有助于人们更好地理解生命过程。近年来基于质谱的细胞分析方法由于较高的灵敏度、高通量以及化学专一性受到了广泛的关注。但是利用质谱方法分析细胞内的代谢物时,尤其是脂类化合物时,由于脂类结构的复杂性,商业质谱系统只能鉴定到包括脂类的种类、脂肪酰基/烷基的组成,甚至脂肪酰基/烷基链的位置,但很少能鉴定脂中更为精细的双键位置的信息。再者,利用质谱分析单细胞时,探针取样虽然解决了毛细管取样堵塞的问题,但是无法再提高灵敏度。本文针对质谱分析细胞代谢物时的这两个问题,设计了两种细胞代谢物的质谱分析方法,具体如下:1.以二苯甲酮(Benzophenone,BP)为光化学反应的反应物,建立了乳腺细胞中不饱和卵磷脂双键位置和双键异构体相对含量的在线光化学反应-脉冲直流电喷雾串联质谱(PB-pulsed-dc-ESI-MS/MS)的检测方法。在254nm紫外光的照射下使不饱和卵磷脂中的双键和BP中的羰基发生特异性环加成反应,将反应后的PB产物通过非接触式的脉冲直流电喷雾(pulsed directed current electrospray,pulsed-dc-ESI)的方式电离,并进行低能碰撞裂解得到二级串联质谱(MS/MS),从得到的二级质谱的子离子中可以获得双键位置以及双键异构体相对含量的信息。由于新的光化学反应的反应物BP的使用,可使PB产物在质谱图中的质量轴上能和原来的反应物磷脂有很好的分离,且得到的检测离子相差150道尔顿,相差比较大,可以避免一些产物离子重合的问题。结合脉冲直流电喷雾的方法,避免了电极和溶液的接触,且流速较低,可节约样品,但同时又不会降低灵敏度。分析了癌细胞MCF-7和正常细胞MCF-10A中8种不饱和卵磷脂的双键位置及其中4种双键异构体的相对含量,并发现了一些含量的差异。本方法可以快速准确分析双键位置以及双键异构体相对含量,拓展了不同细胞状态和疾病状态的辨别的方法。2.通过电沉积聚吡咯在尖端直径较小的金属探针上,建立了洋葱单细胞中代谢物的小型固相微萃取-极化诱导电喷雾(polarization induced electrospray ionization,PIESI)的质谱检测方法。利用电化学腐蚀的方法得到尖端直径较小的金属针,再通过循环伏安法在尖端电沉积聚吡咯层,作为小型固相微萃取装置。在三维显微操作平台的辅助下,将此探针刺入单个洋葱细胞中富集代谢物。之后将富集到的代谢物在预先灌有脱附溶剂的玻璃喷针中脱附一定时间,移出金属探针,将此喷针放置在距离质谱口 10mm的距离,利用PIESI的方法进行代谢物质谱信号的采集。成功地实现了对单个洋葱细胞中的代谢物的检测,观察到了内、外表皮细胞的显著差异。相比于传统探针取样技术,由于聚吡咯吸附剂的修饰,有更好的取样效果。提供了一种比较灵敏地用固体探针对单个细胞取样并用质谱检测的方法。