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國產之光!烈冰智造成功開發空間轉錄組50μm級點陣芯片 時間:2023-01-13


新年新氣象,烈冰生物研發重磅——
NovelPano®-SPtissue空間轉錄組芯片成果強襲來襲:【烈冰智造】國產化空間轉錄組芯片實現50μm級點陣工藝。

01
研發背景

空間轉錄組學技術是生命科學和醫學領域振奮人心的技術突破之一,通過捕獲組織內部精細區域的基因表達信息,結合病理影像化,提供了探索生命機制的全新維度。


該技術自2020年起逐漸進入科學家視野,其后雖然新技術方法不斷涌現,但市場上商業化空間轉錄組測序技術產品依然屈指可數,特別是國產化的空間轉錄組技術產品亟待開發,多元的商業化產品局面還未形成。

NovelPano®-SPtissue空間轉錄組芯片

2020年,烈冰研發團隊重磅啟動空間轉錄組芯片技術開發工作,歷經2年時間不斷摸索和穩定性測試,成功完成50μm級點陣芯片——NovelPano®-SPtissue的開發,聯合自主研發空間轉錄組反轉錄建庫體系試劑盒,不期將與大家見面。
圖片

02 什么是NovelPano®-SPtissue芯片?

NovelPano®-SPtissue芯片專注于空間組學技術產品的服務于應用,通過芯片上的探針,捕獲組織中的核酸信息,并進一步利用探針barcode將信息無差別還原至空間位置。依托空間轉錄組測序技術,實現高通量全轉錄組層面組織細胞內的基因表達及位置解析,為深入地了解組織微環境建立基礎。

NovelPano®-SPtissue芯片(左),探針點陣熒光示意圖(右)


該芯片的核心關鍵在于:1. 均一穩定的探針點陣排列模式,保證每個探針簇的大小和間距一致,可準確捕獲組織切片對應位置的核酸信息;2. 單一點下的探針鏈接結構及探針數量,保證每個點內探針數量及其唯一性,以應對復雜多樣的組織類型及對應的核酸類型和豐度,實現無差別、無偏好性捕獲,反映樣本真實信息。

為了兼顧空間轉錄組學技術的分辨率、樣本捕獲率、可操作性和可及性,我們開發了在特殊的玻片表面生成高密度、高分辨率寡核苷酸微點陣的方法,基于一系列反應鏈接體系,生成的每個探針點均攜帶唯一的空間坐標的核酸捕獲探針。

NovelPano®-SPtissue芯片參數

本次推出的NovelPano®-SPtissue芯片已實現單個探針點50μm×50μm,每個探針上都帶有獨特的spatial barcodes,用以標記捕獲的 mRNA 的空間位置,相鄰點中心間距100μm,每個捕獲區域含有4900個攜帶空間坐標的核酸捕獲探針,各項參數與空間轉錄組代表性產品(10x Visium)基本一致。此外,與該芯片聯合配套的反轉錄及文庫構建試劑也已經全部通過測試,烈冰研發團隊已具備高通量原位捕獲核心技術研發實力。


03
基因數字化與切片影像化的夢幻聯動

應用NovelPano®-SPtissue芯片,將整個轉錄組空間分析與切片染色成像結合,實現基因數字化切片影像化的聯動,解析目標區域內的關鍵基因表達信息。

具體實驗過程展示


04
NovelPano®-SPtissue透化實驗

多次mRNA透化實測結果證實,我們的芯片對mRNA捕獲效果優異。如圖顯示,不同透化時長下,芯片捕獲mRNA 熒光成像差異顯著,其原因在于不同透化時長下mRNA釋放程度不同。

小鼠腦組織冰凍切片組織預透化熒光成像


05
NovelPano®-SPtissue高水平數據結果呈現

測序數據分析及統計表明,NovelPano®-SPtissue芯片在檢測基因數檢測轉錄本數量上表現優異,小鼠腦組織樣本捕獲總基因數21453個,中位數基因4561,數據統計分析環節各參數均達到較高的水平。

小鼠腦組織冰凍切片檢測數據統計

HE染色點陣聚類結果顯示,我們的芯片可精細區分切片不同位置區域下的細胞聚類情況,進一步結合基因數字化與病理影像化的聯合分析,全面定位相關基因,逐步鎖定目標核心關鍵信息,洞察重要的生物學特性。

腦組織切片HE染色(左),切片點陣聚類Cluster(右)


06
NovelPano®-SPtissue芯片可實現全轉錄組的組織切片空間分析,實現:

1. 樣本進行生物標記物發現

2. 進行回顧性研究和縱向研究,以追蹤特定時間內的生物學過程

3. 結合組織成像技術,充分挖掘珍貴的組織樣本中的信息


該芯片的推出有望幫助更多的科學家和臨床工作者開展空間轉錄組技術研究,實現高度復雜的細胞類型和結構與解析,判定細胞位置和基因表達譜及其組織內部微環境解析,如免疫細胞如何突破重重障礙浸潤腫瘤內部發揮作用,幫助發現更多指示預后或輔助診斷的生物標志物,鑒定耐藥或相應治療的生物標志物等等,【烈冰智造】全流程國產化空間轉錄組解決方案將持續推動科學研究和精準醫療的發展。




關于烈冰


成立于2010年,專注于單細胞多組學及空間轉錄組測序領域科研服務和設備耗材研發。自2016年起連續被評為高新技術企業,已獲得6項專利和60+項軟件著作權,實驗平臺方面,烈冰搭建10x/BD單細胞測序雙平臺、PanoCell、NovelPano自主研發平臺,流式分選平臺、Novaseq6000 測序平臺、華大DNBSEQ-T7測序平臺和NovelBrain®生信數據分析平臺。

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