當前,在細胞或亞細胞水平的分子分析,即無論是被選擇的分子分析或是細胞代謝物的分析,對于相關研究人員而言依然是一項挑戰。而為了更好地了解復雜的生物現象(例如:生物體系的差異性可能導致在不同的細胞之間,甚至是不同的亞細胞區室之間產生一個代謝物梯度),科學家們需要開發可以在細胞水平檢測代謝物的方法。現有的一些方法雖然有其各自突出的優勢,但也依然存在一些局限。例如:熒光顯微鏡的檢測能力依賴于所使用的分子探針,這可能會導致一個較低的方法特異性。此外,對一個給定分子進行熒光標記,很可能對它的位置和生物功能產生影響。近些年,基于質譜技術的單細胞分析方法也開始逐漸發展起來(包括:MALDI-TOF和二次離子質譜 SIMS),它們無需熒光標記,尤其適于未知分子的檢測。但是這兩種方法通常需要真空條件,從而很難進行活細胞檢測。此外,科學家們也在嘗試使用激光剝蝕電噴霧離子化質譜進行單細胞分析工作。
最近,清華大學張新榮研究組開發了一種基于探針電噴霧質譜技術(PESI-MS)的單細胞檢測方法,成功實現了在細胞和亞細胞水平的代謝物檢測。他們將一種針尖直徑約為1微米的鎢探針插入活細胞以富集代謝物。而被富集的代謝物從該探針的針尖上可以被直接解吸附/離子化,從而極大地改善了檢測靈敏度。較之其他需要預先洗脫被富集分析物的方法,該方法的靈敏度提升了約30倍。這一方法目前已被初步應用于單個洋蔥細胞代謝產物的檢測。