单细胞成像系统利用入射光发生全内反射时的消逝波与传感芯片表面振动的自由电子发生共振时，产生的表面等离子体共振现象，检测传感芯片界面处发生的化学、生物、物理变化，具有灵敏度高、成像速度快、无需标记等优点，能满足材料、化学、生物等领域，对单细胞、单颗粒成像的要求，为科学研究发展开拓了空间。在明场、暗场、相差和荧光环境下，可作为实时观测、记录细胞膜表面配体/受体结合，体外单分子酶切反应，单纳米颗粒催化反应，及单分子检测等材料、化学、生物领域有效的研究手段。
单细胞成像肿瘤中的糖酵解经常被上调，导致细胞增殖所需的代谢中间产物的生物合成增加。细胞可以通过上调磷脂酰肌醇3-激酶（PI3K）信号来实现这一点，或者通过获得激活突变、失活负调节性磷酸酶PTEN的突变，或者由于受体酪氨酸激酶信号的增加。PI3K信号部分通过AKT（蛋白激酶B）增强糖酵解通量，也通过其他最终控制肌动蛋白骨架和局部膜动力学的介质。在雌激素受体阳性肿瘤（ER+）中，一些PI3K抑制剂目前已被批准作为治疗手段，这也可能被用于更具耐药性的三阴性肿瘤亚型。
单细胞成像研究人员使用葡萄糖荧光共振能量转移（FRET）成像、代谢组学、活性氧检测和线粒体膜电位荧光成像（TMRE标记）的联合方法来确定单细胞水平的肿瘤异质性。他们还利用流式细胞术分离出高浓度和低浓度的葡萄糖细胞进行培养，以便进行更具体的分析。将MCF-7乳腺癌细胞在不同的培养基中培养，以反映不同的肿瘤环境，然后将培养物植入小鼠乳腺脂肪垫。将肿瘤细胞系植入原始物种和组织（称为原位模型）可以保持正常的免疫-肿瘤相互作用。
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