癌症的诊断和治疗效果，很大程度上取决于在分子水平上对单个细胞的深入理解。近日，华盛顿大学的研究团队开发了一种创新的彩色编码细胞分析技术，能够同时检测多达100种生物标志物，比现有标准提高了10倍，为单细胞分析和临床诊断开辟了新途径。该研究成果发表于《自然通讯》（Nature Communications）杂志。

领导这项研究的是华盛顿大学生物工程学副教授高虓虎（Xiaohu Gao）博士。他的研究兴趣集中在纳米技术和生物技术在临床医学中的应用，在光学条形码技术、活体医学成像、多功能纳米材料等领域做出了突出贡献。他在Nature Nanotechnology、Nature Biotechnology、Lancet Oncology等国际顶级期刊上发表论文数十篇，单篇最高引用超过1000次。

高虓虎教授表示：“这一发现是该领域前所未有的突破，为单细胞分析和临床诊断带来了令人兴奋的机会。”

传统方法仅能通过少量颜色标记来识别细胞表面的生物标志物，而新方法通过循环检测流程，利用量子点（quantum dots）技术，实现了对单个细胞中多达100种生物标志物的并行分析。量子点是直径2-6纳米的半导体荧光球，根据大小不同可发出不同颜色的荧光。研究团队将量子点与特异性抗体偶联，注入组织样本后，通过显微镜观察荧光颜色，即可判断细胞中存在的生物标志物。

在完成一轮检测后，研究人员使用低pH液体中和荧光，为下一轮检测清理样本。令人惊讶的是，即使经过10个循环，组织样本也不会降解。这种周期性检测方法突破了以往单次只能检测10种生物标志物的限制。

高虓虎教授强调：“蛋白质是细胞功能和行为的基础构件，但它们在细胞内的组成非常复杂。你需要观察多个指标才能了解细胞的状态。”对于癌症研究和治疗，高分辨率单细胞分析尤为重要。例如，当99%的癌细胞对某种药物产生反应，而1%的细胞耐药时，分析这1%细胞的分子构成对于开发新药和治疗方法至关重要。

该技术成本相对较低且操作简便，高虓虎教授希望将其自动化。他设想设计一个带有暗槽的设备，通过细拉丝泵在循环间注入和吸出液体，暗槽下方的显微镜在每个阶段拍摄图像，所有图像可在计算机上定量分析，科学家和医生可以观察颜色的强度和范围。高虓虎教授期待与其他公司和研究人员合作，推动自动化进程和临床应用。

“技术已准备就绪，”高虓虎教授说，“我们将为其在系统生物学、肿瘤学和病理学等领域的临床应用做准备。”