细胞是生命活动的基本单元。就像我们每个人都不同一样，细胞间也存在异质性。分析不同种类细胞和同类细胞间单细胞的个性和行为差异，不仅可以对细胞进行分类，而且可以理解正常细胞和病变细胞的生理特性，进而为疾病诊断提供可靠信息并制定有效的后续治疗方案。因而，单细胞分析是当前非常活跃的研究领域。因为核酸分子可通过聚合酶链式反应进行放大的特性，单细胞分析大多通过其中核酸的分析来实现。但是，我们都知道，因所检测到的核酸序列并不都能表达为相应的蛋白质分子，加之所表达的蛋白质分子必须经过复杂的翻译后修饰加工才能发挥其功能，通过核酸分析来表征单细胞的特性和功能有时存在着不确定性；聚焦于单细胞行为和功能的主要执行者蛋白质进行单细胞分析将更为客观。

典型硬电离源（如，电感耦合等离子体Inductively Coupled Plasma，ICP）四级杆（Quadrupole, q）质谱（ICP-qMS）最擅长于元素分析。在ICP中，所有分子甚至细胞都最终转化为“原子离子”，再经qMS检测。这意味着完整细胞不需经传统的消解或酶解步骤即可进行分析。厦门大学王秋泉课题组利用前期自主研发的无油微流控芯片（Oil-Free Microfluidic Chip OFMC）进行细胞分选列队，并针对单细胞表面所表达的特征蛋白标志分子（EGFR, EpCAM, HER2和ERa），利用镧系元素编码的噬菌体MS2衣壳蛋白纳米颗粒-抗体（Ln-MS2-antibody）进行标记和质谱信号放大，在ICP-qMS所配备的“碰撞反应池”（Collision Reaction Cell, CRC）中注入CH₄碰撞气体，发展将已在ICP中离子化的单细胞离子云“拉伸策略”(> 7,000 ms)（图1a），使qMS有足够的时间来顺序扫描并检测多个标记在细胞表面所表达的特征蛋白标志分子上的镧系元素离子信号，实现了ICP-(CH₄-CRC)-qMS单细胞多参数分析和四种典型的乳腺癌细胞（BT-474, SKBR-3, MDA-MB-231和MCF-7）的分型（图1b）。

在所建立的ICP-(CH₄-CRC)-qMS上，目前可以实现单细胞表面四种典型生物标志分子的同时分析，基本满足临床体外诊断（in-vitro diagnosis, IVD）要求；相比于使用大型飞行时间流式质谱（CyTOF），具有低成本高效的特点。展望未来，1）除了目前使用的CH₄，期待发现更为高效的碰撞气体将单细胞离子云的停留时间进一步拉长；2）相比于目前使用的Ln-MS2-antibody，设计制备更高质谱信号放大能力的元素标签，进一步弥补因离子云拉伸而带来的灵敏度损失；以及3）依赖于ICP-qMS仪器的升级，进一步降低四级杆在切换扫描不同质量时的死时间（settling time），有助于单细胞表面更多种类蛋白标志分子的分析。