硒在一定浓度范围内呈现出有益作用，而汞是一种剧毒元素，自1967年Parizek等首次发现硒-汞拮抗作用以来，人们对硒和汞之间的相互作用产生了浓厚的兴趣。目前的研究表明，硒-汞拮抗作用广泛存在于动植物体中，然而其具体的作用机制尚未完全阐明。为了深层次揭示硒对汞毒性的抑制机理，开展体外实验，从分子水平上研究硒、汞在细胞内的形态变化过程是一种重要途径。细胞内硒、汞的形态分析属于金属组学的研究范畴，而基于色谱-等离子体质谱(ICP-MS)的联用技术是金属组学研究中最常用和行之有效的分析手段。然而由于细胞体积小，基质复杂，胞内的硒、汞形态的含量低，且在样品处理过程中需保持胞内各元素形态的稳定，这对分析工作者提出了巨大的挑战。微流控芯片由于具有微量化、集成化和高通量等特点，特别适合于细胞分析。因此，搭建芯片微型化样品前处理技术，将其与高效液相色谱(HPLC)-ICP-MS联用技术相结合，建立适合于细胞样品中硒、汞元素及其形态分析的新方法具有重要意义。
基于此，我们将磁性纳米材料固载于微流控芯片通道中，建立了芯片磁固相微萃取-HPLC-ICP-MS联用新策略用于细胞中硒、汞以及硒胱氨酸(SeCys₂)-甲基汞(MeHg)拮抗作用研究。制备了磺酸基功能化磁球，将其自组装于芯片微通道中用于硒氨基酸的分离富集，实现了富硒酵母细胞中痕量硒氨基酸的分离检测，大大降低了细胞的消耗个数。为了解决离线联用方法中存在的操作繁琐、易造成样品损失等问题，设计并构建了集成有细胞破膜区、样品萃取区和微气阀的芯片样品前处理装置，通过毛细管将其与微柱(micro)HPLC-ICP-MS相结合，实现了芯片磁固相微萃取与microHPLC-ICP-MS的在线联用，并用于细胞样品中汞的形态分析。为了阐明SeCys₂对MeHg毒性的抑制作用，将多种HPLC-ICP-MS联用技术与芯片磁固相微萃取技术整合成一个综合的分析平台，对MeHg培育以及SeCys₂/MeHg共培育HepG2细胞中汞和硒的形态进行了分析，从分子水平上提供了在SeCys₂存在的情况下MeHg入胞和出胞的可能途径。上述的研究工作不仅为金属组学研究提供了新的分析平台，而且为从分子水平上揭示硒-汞拮抗作用打下了坚实的基础。
 

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