近日，浙江大学张芬妮团队在《Nature Communications》发表文章“In-situ profiling of glycosylation on single cells with surface plasmon resonance imaging”，成功构建了基于棱镜耦合的表面等离子共振成像系统（SPRi），结合凝集素探针的特异性动力学识别模型，实现了单细胞表面糖基分子作用的实时成像与动力学定量分析。
研究背景：糖基化作为真核细胞复杂且广泛存在的翻译后修饰之一，在细胞识别、信号传导及免疫调控中发挥关键作用，尤其在肿瘤的发生、发展及转移过程中具有重要生物学意义。当前对细胞糖基化的研究多依赖于细胞裂解、糖链提取与标记检测技术，缺乏对活细胞表面糖基修饰的原位、实时、动态表征手段，限制了其在疾病分型与早期诊断中的应用。因此，亟需开发一种特异性强、无标记、具备原位检测能力的糖基成像分析技术。
研究成果：本研究构建了基于棱镜耦合的表面等离子共振成像系统（SPRi），结合凝集素探针的特异性动力学识别模型，实现了单细胞表面糖基分子作用的实时成像与动力学定量分析。系统具备高灵敏度、无标记与可视化特性，可实时监测糖基与识别分子（如凝集素）结合引起的等离子反射强度变化，进而获取糖基空间分布及结合动力学信息。研究采用多种凝集素探针（WGA、SBA、ConA等）分别识别不同种类的糖基（如GlcNAc、Sialic Acid、GalNAc、Gal、Man、Glc等），成功实现了HeLa细胞表面多种糖基类型的原位检测和动态曲线分析。进一步，研究将该技术应用于不同阶段口腔肿瘤细胞（Hacat、DOK、Cal-27、HSC-3）的糖基化特征分析，揭示了肿瘤发生与转移过程中的糖基结构重编程特征，实现在单细胞水平上对肿瘤细胞不同进展阶段的高效聚类与识别。该成果为肿瘤糖基化机制研究提供了新技术路径，也为糖基类生物标志物在肿瘤早筛、预后评估及个体化诊疗中的应用奠定了基础。
