[发明专利]一种空间转录组检测芯片及方法

说明书

本发明提供了一种空间转录组测序芯片及方法,该芯片及方法用于测定组织内不同空间位置中的一种或多种单细胞序列；包括微孔板以及编码测序微球，微孔板上设有编码测序微球；所述方法包括使用多种随机编码与微球偶联,其中每一种随机编码包括分子标记和位置标记条形码；分子标记可以检测组织单细胞的序列信息，位置标记用来记录组织的单细胞空间位置信息；基于该检测芯片及方法可以分析检测组织单细胞特异性转录组信息,并且可同时检测出上述组织中成千上万单细胞的空间位置。

技术领域

本发明涉及生物技术领域，特别是涉及一种空间转录组测序芯片及方法。

背景技术

传统的转录组研究，在大多数情况下都是针对混合的大量细胞进行的，无法观察到单个细胞之间细微的差别，掩盖了独立个体样本的行为以及生命现象中特异性和细胞差异性。而针对单个细胞的研究，是细胞生命分析技术所追求的极限状态，是对传统技术发展的终极挑战。多细胞团如组织和肿瘤可以包括异质细胞环境。这些复杂的细胞环境通常可以展示出多种表型，这些表型可以指示多种基因型。从多细胞复杂性中提炼到单细胞可变性是理解多细胞异质性的重要方面。

目前，组织转录组通常通过均质活检的RNA测序进行研究，导致了组织细胞空间信息的缺失。或者存在一些方法来进行细胞位置定位监测，但它们在可分析的转录本数量有限，并依赖于大量的现有数据集、昂贵仪器或大量工作量。但是，确定样品中靶分子的身份和位置对于临床应用、诊断学以及生物医学研究是重要的。因此，存在对能够使靶分子在样品内的位置相关联的方法和技术的需求。

发明内容

为了满足上述需求，本文提供了一种空间转录组测序芯片及方法，该芯片及方法用于测定组织内单细胞的序列信息及空间位置信息。

本文采用的技术方案是：

一种空间转录组的检测芯片，包括微孔板以及编码测序微球，微孔板上设有编码测序微球；所述方法通过标记随机编码测序微球的空间条形码信息来记录组织单细胞的空间位置信息。

优选的，所述编码测序微球为微球本体与寡核苷酸链进行偶联反应生成，寡核苷酸链作为空间标记和分子标记进行偶联反应。

优选的，所述寡核苷酸链为微球本体与多聚U尾进行偶联反应生成，作为扩增引物结合区域的扩增及测序序列，提供细胞空间位置信息的空间条形码，进行原位杂交的原位测序序列，防止扩增引起的偏差同时记录表达量的UMI，捕获组织细胞中mRNA的反转录寡核苷酸引物多聚T尾。

优选的，所述寡核苷酸链包括多聚U尾、扩增及测序引物、位置条形码、原位测序引物、UMI和多聚T尾。

优选的，所述微孔板的制备方法，具体步骤如下：

（1）在硅片上蚀刻微孔作为初始模具，微孔直径在10~200 μm;

（2）在初始模具上浇注聚二甲基硅氧烷，成型后取下，即可制成带有微柱的反向模具；

（3）在反向模具上浇注加热融化的琼脂糖，冷却成型后取下，即可制成微孔板。

优选的，所述微孔板上设有微孔，所述编码测序微球投入至微孔内；所述微孔为圆形、六边形、方形或其他孔型；

优选的，所述微孔的排列方式为四方排列、六方排列、其他有规则排列或者无规则排列。

优选的，所述微孔的间距为1-100μm。

优选的，所述微孔的数目为1个及以上。

优选的，所述微球本体的直径为10-35 μm。

优选的，所述微球本体为硅胶微球、玻璃微球、磁性微球、交联葡聚糖琼脂糖凝胶微球、二氧化硅微球、纤维素微球、聚苯乙烯微球或聚丙烯微球中任意一种或以上的组合。