單細胞成像系統利用入射光發生全內反射時的消逝波與傳感芯片表面振動的自由電子發生共振時，產生的表面等離子體共振現象，檢測傳感芯片界面處發生的化學、生物、物理變化，具有靈敏度高、成像速度快、無需標記等優點，能滿足材料、化學、生物等領域，對單細胞、單顆粒成像的要求，為科學研究發展開拓了空間。在明場、暗場、相差和熒光環境下，可作為實時觀測、記錄細胞膜表面配體/受體結合，體外單分子酶切反應，單納米顆粒催化反應，及單分子檢測等材料、化學、生物領域有效的研究手段。
單細胞成像腫瘤中的糖酵解經常被上調，導致細胞增殖所需的代謝中間產物的生物合成增加。細胞可以通過上調磷脂酰肌醇3-激酶（PI3K）信號來實現這一點，或者通過獲得激活突變、失活負調節性磷酸酶PTEN的突變，或者由于受體酪氨酸激酶信號的增加。PI3K信號部分通過AKT（蛋白激酶B）增強糖酵解通量，也通過其他最終控制肌動蛋白骨架和局部膜動力學的介質。在雌激素受體陽性腫瘤（ER+）中，一些PI3K抑制劑目前已被批準作為治療手段，這也可能被用于更具耐藥性的三陰性腫瘤亞型。
單細胞成像研究人員使用葡萄糖熒光共振能量轉移（FRET）成像、代謝組學、活性氧檢測和線粒體膜電位熒光成像（TMRE標記）的聯合方法來確定單細胞水平的腫瘤異質性。他們還利用流式細胞術分離出高濃度和低濃度的葡萄糖細胞進行培養，以便進行更具體的分析。將MCF-7乳腺癌細胞在不同的培養基中培養，以反映不同的腫瘤環境，然后將培養物植入小鼠乳腺脂肪墊。將腫瘤細胞系植入原始物種和組織（稱為原位模型）可以保持正常的免疫-腫瘤相互作用。
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