单细胞代谢组学作为生命科学领域的前沿方向，旨在通过解析单个细胞内的小分子物质，揭示细胞功能的异质性及其对环境变化的响应机制。尽管基于毛细管采样的单细胞分离技术原则上兼容两种主流质谱分析路径——即直接将细胞裂解后喷入质谱仪的纳米电喷雾电离质谱（nano-ESI-MS），以及经过色谱分离的液相色谱质谱联用（LC-MS），但此前业界缺乏明确数据证明哪种方法在代谢物覆盖度、重现性及灵敏度方面表现更优。针对这一空白，英国萨里大学、伦敦国王学院盖伊医院与荷兰莱顿大学的研究团队开展了一项联合研究，对比了这两种半靶向代谢组学方法在检测单核细胞中氨基酸及其他亲水性代谢物时的性能差异，相关成果已发表于《分析化学》期刊。
在单细胞层面研究小分子代谢物，相当于为细胞内部的实时动态提供了快照，有助于阐明基因与蛋白质的协同工作机制。不同采样与分离技术各有优劣：nano-ESI-MS的优势在于无需复杂的样品前处理，分析速度快、样品消耗量极低，非常适合高通量筛选及空间代谢组学应用；然而，其局限性同样明显，包括重现性较差、易受离子抑制效应影响，以及缺乏广泛可用的开源数据分析软件。相比之下，LC-MS技术通过色谱分离步骤有效降低了离子抑制，实现了更准确的定量分析，并能利用多种开源工具进行非靶向化合物注释，但同时也面临从毛细管尖端转移至进样瓶时的样品损失、样品稀释以及因色谱分离步骤导致的通量较低等问题。
研究团队在实验中特别关注了结核分枝杆菌类似菌株（卡介苗BCG）感染后的单核细胞代谢变化。令人意外的是，即便使用分析流路LC-MS系统，其代谢物覆盖度仍显著优于nano-ESI-MS方法。实验结果显示，LC-MS能够更清晰地区分感染细胞与对照细胞，检测到了甲硫氨酸、半胱氨酸和牛磺酸等多种化合物的富集，从而揭示了结核分枝杆菌感染期间硫代谢的重编程过程。这一发现不仅证实了LC-MS在单细胞分析中的优越性，也为空间分辨单细胞代谢组学建立了稳健的分析框架，凸显了其在揭示感染驱动的代谢异质性方面的巨大潜力。
德国及英国等欧洲国家在分析化学与质谱技术领域拥有深厚的产业积累，其高校与科研机构往往与精密仪器制造商紧密合作，推动从基础方法学创新到临床诊断应用的转化。欧洲市场对于高灵敏度、高重现性的分析技术需求旺盛，特别是在传染病诊断和精准药物研发领域，对能够精准捕捉细胞微小代谢差异的技术手段尤为重视。此次研究结果顺应了欧洲行业对提升单细胞分析标准化与数据可靠性的迫切需求，为后续相关仪器的研发方向提供了重要参考。
