Högre organismer innehåller komplexa samhällen av olika celltyper som samverkar för att åstadkomma mer komplexa funktioner. Till exempel, tumörer innehåller inte bara cancerceller, men även fibroblaster, celler som utgör blodkärlen, och ofta immun cellinfiltrat ^1; blod innehåller en komplex blandning av dussintals immunceller subtyper ^2; och till och med odlade cellinjer kan bestå av multipla subpopulationer, såsom den luminala och basal subtyper av bröstcancerceller ^3. Dessutom, distinkta celltyper som samexisterar kan uppvisa metabola "samarbete". Till exempel, i hjärnan, är astrocyter tänkt att omvandla glukos till laktat, som sedan "fed" till neuroner som oxiderar detta substrat ^4; T-lymfocyter är i vissa sammanhang är beroende av intilliggande dendritiska celler som en källa till cystein ^5; och cancerceller kan samarbeta med assoförbundna fibroblaster i tumörer ^6. För att förstå den metaboliska beteendet hos sådana system, är det väsentligt att separera och mäta de metaboliska aktiviteterna av olika celltyper som är närvarande.

Överlägset mest använda metoden för att separera celltyper är fluorescensaktiverad cellsortering. Denna metod är brett tillämpbar, under förutsättning att celltypen eller tillståndet av intresse kan "märkas" med hjälp av fluorescerande antikroppar, uttryck av manipulerade fluorescerande proteiner, eller andra färgämnen. Ett alternativ är att initialt separata celltyper genom en cellsorterare, åter kultur de enskilda celltyper som erhållits, och utför sedan metabolismstudier av dessa kulturer ^7. Detta är dock endast möjligt om den celltyp eller fenotyp är stabil i odlingsbetingelser, och kan inte fånga övergående beteende såsom cellcykeltillstånd, eller det metabola samarbete i co-kulturer. För sådana fall måste ämnesomsättning mätas direkt på sårted celler. Detta är en utmaning, eftersom cellsortering förfarande utsätter celler för påfrestningar som kan förändra deras metabolism ^8, och vi är medvetna om endast ett fåtal studier som denna metod ^{9, 10.} I synnerhet, har vi funnit att huvudmetaboliter såsom aminosyror kan läcka från celler som hålls i cellsortering buffert, så att mätningar av absoluta metabolit överflöd är inte längre tillförlitliga ¹¹ (även om relativ jämförelse mellan sorterade fraktioner kan fortfarande vara värdefull).

För att kringgå dessa frågor, märker vi celler med stabila isotoper före sortering och fokusera på MID i cellulära metaboliter, snarare än metabolit bestånd. Eftersom MID bildas över längre tidsskalor, bör de påverkas mindre av kortvarig exponering för sorteringsvillkor. Vi kvantifiera MID använder fullscan högupplösande masspektrometri, vilket är tillräckligt känslig för att ge daTA på hundratals metaboliter som börjar från cirka 500.000 sorterade celler, som kräver ca 30-60 min av cellsortering tid. En jämförelse mellan en "mock sorteras" kontroll (celler passerade genom cellsorteringsinstrument utan grind någon specifik population) och metabolit extraktion direkt från odlingsskålen görs för att säkerställa att de observerade MID är representativa för dem i den ursprungliga kulturen. Beroende på valet av stabila isotopspårämnen kan olika metaboliska vägar studeras med denna metod.