拉曼光谱用于单细胞研究时，可获得胞内所有化合物的叠加信息，不仅潜在能区分不同物种，还可以静态或动态地表征该细胞的生理状态及所处微环境。本质上，一张单细胞拉曼光谱刻画的，是该细胞在该状态下的代谢表型组（底物利用速率、产物多样性与含量、环境应激性等，点击查看详情）。
利用拉曼光谱进行单细胞的代谢功能表征，具有如下优势：（1）不需标记，无需进行任何标记，即可获得单细胞胞内化合物指纹图谱，适用范围更广；（2）无损，无需破坏细胞，实现活体细胞的无损检测，下游可进行单细胞培养；（3）空间分辨率高，显微拉曼空间分辨率可达1 μm，与小至微米级的微生物单细胞尺寸非常匹配，适合进行单个细菌的光谱采集与分析；（4）生物相容性好，生物样品含有大量的水分子，拉曼相较红外来说，水峰影响很小，特别适合生物样品。
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