当前，在细胞或亚细胞水平的分子分析，即无论是被选择的分子分析或是细胞代谢物的分析，对于相关研究人员而言依然是一项挑战。而为了更好地了解复杂的生物现象(例如：生物体系的差异性可能导致在不同的细胞之间，甚至是不同的亚细胞区室之间产生一个代谢物梯度)，科学家们需要开发可以在细胞水平检测代谢物的方法。现有的一些方法虽然有其各自突出的优势，但也依然存在一些局限。例如：荧光显微镜的检测能力依赖于所使用的分子探针，这可能会导致一个较低的方法特异性。此外，对一个给定分子进行荧光标记，很可能对它的位置和生物功能产生影响。近些年，基于质谱技术的单细胞分析方法也开始逐渐发展起来(包括：MALDI-TOF和二次离子质谱 SIMS)，它们无需荧光标记，尤其适于未知分子的检测。但是这两种方法通常需要真空条件，从而很难进行活细胞检测。此外，科学家们也在尝试使用激光剥蚀电喷雾离子化质谱进行单细胞分析工作。
最近，清华大学张新荣研究组开发了一种基于探针电喷雾质谱技术(PESI-MS)的单细胞检测方法，成功实现了在细胞和亚细胞水平的代谢物检测。他们将一种针尖直径约为1微米的钨探针插入活细胞以富集代谢物。而被富集的代谢物从该探针的针尖上可以被直接解吸附/离子化，从而极大地改善了检测灵敏度。较之其他需要预先洗脱被富集分析物的方法，该方法的灵敏度提升了约30倍。这一方法目前已被初步应用于单个洋葱细胞代谢产物的检测。
