单细胞测序文库构建自动化解决方案

背景介绍

近年来单细胞测序技术的发展备受科学界的关注:

如被《Science》杂志评为2018年十大科学突破之首的“单细胞水平追踪生物体发育”;入选2019年中国生命科学十大进展之一的“利用单细胞多组学技术解析人类胚胎着床过程”均利用了单细胞测序的技术,并且在2020年单细胞测序技术还助力了新冠病毒的研究。


单细胞测序是基于单细胞水平完成对细胞内基因的测序分析,目前NGS测序的对象通常还是基于多细胞水平的基因测序,获得的测序信息代表的是多个细胞的均值,往往没有体现单个细胞间遗传信息的异质性。就像世界上没有两片相同的叶子一样,细胞与细胞之间也存在着一定的差异,单细胞测序将为人们研究单个细胞的遗传信息,行为机制与机体间的关系提供数据和方法上的支持。


下图可体现常规多细胞水平测序与单细胞测序间的区别:

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同样是对组织样本进行测序分析,常规测序是在组织中提取RNA后,对所有组织细胞的RNA进行测序分析;单细胞则是将组织制备为单细胞悬液,将所有细胞分离标记并对单个细胞的RNA进行测序分析;后者能很好的体现不同细胞间遗传信息的异质性,帮助人们更深入的探究其作用机理。


目前10X Genomics平台是市场上最为常见的单细胞测序平台,在使用10X Genomics平台进行单细胞测序时的实验流程如下图所示:

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10X Genomics芯片主要是利用微流控的技术完成单个细胞的分离与标记,其特有的10X Barcoded Gel Beads的原理根据其结构组成可窥一二(见下图),其中10X BC用于区分不同的细胞,UMI用于区分细胞中不同的转录本,Poly(dT)用于和mRNA3′端的Poly A尾特异性结合。

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设备的工作原理:单个细胞与连接有Barcode的Beads在微流控技术下一一结合形成液滴并通过油相隔开,在液滴中完成反转录与标记(此时已完成细胞与细胞间的分离与标记),打破油相后将各细胞中完成标记的cDNA集合在一起完成扩增(以满足后续文库构建所需起始量要求),之后进行文库构建并完成后续的测序分析。


液滴内的结构如下图所示:(包括最外层的油相(用于隔开各细胞),油相内包括被捕获的单细胞,用于捕获细胞裂解后mRNA的10X Barcoded Gel Beads,用于反转录的相关试剂)。

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使用10X Genomic平台完成对单个细胞的分离与标记后,接下来就是采用NGS技术对标记后的细胞进行测序分析。


NGS自动化解决方案

奥美泰克作为实验室国产自动化解决方案提供商,深耕NGS建库自动化领域,针对不同试剂厂家的建库试剂盒定制开发了一系列成熟的自动化解决方案,大大减少了由于建库流程中繁杂的实验操作导致的人力与时间上的投入,降低了由于人为误差导致的出错风险。


一.NGS自动化流程

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二.根据实验需求布置台面

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三.点击“Start”,运行程序


AMTK LH-1808全自动液体处理工作站整合了温控模块、加热震荡模块、磁分离模块,全自动PCR模块,可轻松实现文库构建的全流程自动化。