单细胞研究由来已久,从细胞之间的差异性被广泛接受以来,其在很多领域上日益变得重要,如疾病的初期诊断、药物筛选、基因型多样性研究、转录过程研究上均有着重要应用。目前关于单细胞研究的一大问题在于,很难在单细胞水平上做到高通量、多组分分析。针对这一问题,本课题建立了微阵列芯片和MALDI质谱联用平台,可实现高通量、快速、自动化的单细胞分析检测。通过微接触印刷技术,将利于细胞贴壁的生物分子多聚赖氨酸印在氧化铟锡(ITO)导电玻璃板上,形成多聚赖氨酸微阵列,进而培养细胞形成单细胞阵列。肺癌细胞A549作为模型,在优化细胞捕获条件后,得到的单细胞阵列中其单个细胞捕获效率达40%(细胞捕获效率达70%)。通过优化质谱检测条件,在单细胞水平上检测出12种甘油磷脂,并进行二级鉴定。对单细胞阵列进行MALDI质谱成像,选择感兴趣区域及组分进行细胞间的差异分析。成像谱图与细胞位置保持一致性,从谱图中提取细胞甘油磷脂信号数据,对单细胞之间的差异性进行具体比较,实验结果表明大部分细胞甘油磷脂信号强度均维持在一定区间内,个别细胞信号强度偏差较大,表现出异质性。相比较其他相关方法,本研究中采用微接触印刷技术与MALDI质谱联用进行单细胞捕获与分析,其捕获结构更简单,应用范围更广,可以利用不同的印记分子,实现对不同类细胞或不同种细胞的捕获与分析,并且达到快速高通量等目的。另外,抗肿瘤药物的研究筛选一直以来就是生命科学研究热点,新的抗肿瘤药物的作用机理的阐明,对其具体用药作用巨大。本文中采用的海洋天然产物GUO-1236,对肺癌细胞A549有较好的抗癌活性。但其具体作用机理,却未曾有深入研究。本文利用2D Nano-UPLC MS~E检测方法,对蛋白样品进行分析。在检测的60个显著性差异蛋白,上调的有9个,下调的有51个。其中下调的蛋白中,有11个为组蛋白。对差异蛋白做GO分析显示药物对染色体自组装生物过程、核小体成分以及细胞骨架蛋白结合功能影响最大,SP_PIR途径分析显示其对乙酰化过程影响远超其他生物进程。通过Western Blot实验对组蛋白及部分作用位点乙酰化做了相关验证,表明GUO-1236在对A549细胞作用过程中,可能作为组蛋白去乙酰化酶抑制剂对肿瘤进行抑制。