随着临床研究的深入，锂盐由最初仅应用于神经系统疾病狂躁症的治疗，已逐渐作为一线心境稳定剂应用于其他精神疾病（如双相情感障碍、抑郁症等）的治疗中，特别是抗精神病药物与小剂量的碳酸锂联合应用，可降低抗精神病药物的不良反应率。然而也应注意到，锂盐具有一定的毒副作用，在使用的同时特别是长期使用的时候，还应该监测体内锂离子浓度，避免不良反应的发生。而如何快速、有效地监测体内电解质锂离子浓度，联合使用的药物对锂离子分布、血液中及细胞内浓度是否有影响，这些都是锂盐应用于各种疾病治疗前亟待解决的问题。

香港城市大学生物医学系和物理系Condon Lau等人联合武汉光电国家研究中心郭连波教授课题组利用激光诱导击穿光谱技术(LIBS)开展了细胞内电解质锂元素定量研究。人卵巢癌细胞(SKOV3)是生物医学研究常用的样本细胞，研究人员使用细胞与周围介质完美分离的新技术（FROZEN!），结合LIBS检测手段在单细胞水平上检测到细胞内各关键电解质之间变化。这将极大地促进药物治疗或其他生理应激过程中细胞内电解质平衡的研究。

实验装置

系统的激发光源为脉冲倍频(532nm，10Hz)，使用一系列50%光束分束器组成的衰减器调节能量，使照射到样品上的能量为6mJ，激发产生等离子体光信号由透镜组收集，通过光纤传输给探测系统，探测系统由Echelle光谱仪Aryelle 200（LTB），分析波长范围：205~1076，分辨率7500（27pm@205nm）连接到EMCCD组成，延迟设置0.5μs，增益150；具体实验装置如图1：

图1：实验装置

实验结果

图2展示了SKOV3细胞在正常培养基（不含锂）和含1.0mM锂的培养基中培养得到的细胞内电解质锂、钠、钾和镁的LIBS发射谱线。

图2：在两种培养基中细胞内电解质光谱

在图2A中，在正常培养基中生长的细胞未检测到锂特征谱线，然而在含1.0mM锂的培养基中生长的细胞内检测到波长670.7nm左右的锂特征谱线；在同一张光谱中钠的特征谱线588.9nm和589.5nm被检测到（图2B），钾的特征谱线766.5nm和769.9nm被检测到（图2C），镁的特征谱线虽然不太明显，但是在280.3nm和280.5nm波长处仍然可以分辨出来。通过这些数据显示，锂可以通过钠通道或钙通道等不同的点进入哺乳动物细胞，也可以通过配位体门控阳离子通道和线粒体膜渗透。

用LIBS测量了分别在锂含量不同（0.5Mm、1.0mM、1.5mM）的培养基生长的SKOV3细胞中的锂，每个培养皿中分析10个细胞，采用标准曲线法，得到图3锂的回归曲线。该方法的测定系数(R²=0.99)、检出限(LoD=0.34mM)和定量限(LoQ=1.1mM)，根据该曲线，在注入1.0 mM锂的培养基中培养的细胞内锂含量为0.5 mM。由于检测限较低，该方法是一种有效的监测锂浓度是否达到有害浓度（5mM）的方法。同样对细胞内不同离子进行了定量测量，表明LIBS不仅对锂，对钠、镁、钾也具有线性关系。因此可以看出，LIBS具有较高的灵敏度和鲁棒性，可以在单细胞水平上检测和量化细胞内离子。

图3：SKOV3细胞内锂离子标准曲线

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