非特异性结合是生物传感领域的难题，也是限制传感器性能提高的主要因素之一。然而，通过了解非特异性相互作用的机制，其在一定条件下可以在生物医学工程领域发挥积极作用。例如，基于疏水相互作用、静电相互作用等非特异性作用，可以通过液相色谱方法分离不同的蛋白质。质谱流式细胞术是一种新兴的高通量多参数单细胞分析技术，可在单细胞水平上同时检测50多种蛋白质的表达情况，然而用于质谱流式的纳米金属标签在大幅提升检测信号强度的同时，也会与细胞产生严重的非特异性吸附，对检测结果造成负面影响。如何降低甚至利用金属纳米颗粒与细胞的非特异性吸附对于质谱流式检测技术的发展具有重要意义。
近期，苏州医工所医学检验室白鹏利研究员团队提出了一种基于纳米尺寸的UIO-66(Zr)和UIO-66(Hf)金属有机骨架材料（MOFs）的通用型质谱流式单细胞编码策略，利用纳米MOFs颗粒与细胞之间的非特异性吸附将不同细胞样品分别用MOFs质量标签进行编码标记，并混合在一个试管中进行质谱流式染色和检测，有效消除样品间的差异和仪器偏差。这类MOFs拥有9种稳定同位素，且通过静电作用与细胞进行非特异性吸附，不依赖于细胞表面特定分子，可实现对所有类型细胞编码，编码重数达84重。在MOFs表面修饰荧光素分子后与细胞样本孵育并进行质谱流式、荧光流式及共聚焦显微镜测试，证明这种策略可实现细胞质量/荧光双模编码；对MOFs表面进行聚丙烯酸（PAA）和羧基聚乙二醇（PEG-COOH）修饰，可降低MOFs颗粒与细胞的静电吸附作用。该研究为质谱流式检测领域中的编码标签开发与应用提供了新的策略，有望应用于生命科学领域中单细胞多组学高通量分析中。
图1 基于纳米金属有机骨架材料的质谱流式单细胞编码策略示意图
该研究成果以“New perspective of non-specific binding: a powerful mass cytometry barcoding strategy based on UIO-66(Hf/Zr) typed MOF utilizing its strong positive charge”为题，发表在期刊Chemical Engineering Journal（中国科学院一区），刘志周副研究员为第一作者，白鹏利研究员为通讯作者。该项工作得到国家重点研发计划（2023YFC3403000）、苏州市基础研究试点项目（SSD2023007）和中国科学院青年创新促进会优秀会员（Y2023088）等项目的经费支持。
论文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1385894724056079
附件下载：
