[发明专利]用于单细胞处理中的质量控制的系统和方法

说明书

提供了用于分析单细胞应用或实验的系统和方法。一组对照珠粒可被引入生物样品并进行所述单细胞应用。所述对照珠粒可被构造为模拟所述生物样品中的分析物，例如细胞或其它分析物，并包括一个或多个已知序列。可鉴定所述一个或多个已知序列以分析所述单细胞应用。

交叉引用

本申请要求2018年4月6日提交的美国临时申请第62/653,815号的权益，所述美国临时申请出于所有目的通过引用整体并入本文中。

背景技术

可出于各种目的对样品进行处理，例如鉴定样品内的部分的类型。样品可以是生物样品。生物样品可经处理，例如用于检测疾病(例如癌症)或鉴定特定物种。存在多种处理样品的方法，例如聚合酶链反应(PCR)和测序。所述处理可以是单细胞处理，例如以产生对于单个细胞特定和不同的数据。

生物样品可在各种反应环境(例如分区)内处理。分区可以是孔或液滴。液滴或孔可用于以使得生物样品能够被单独分区和处理的方式来处理生物样品。例如，这样的液滴可以与其它液滴流体隔离，从而能够精确控制液滴中的各个环境。

分区中的生物样品可经历各种过程，例如化学过程或物理过程。分区中的样品可经历加热或冷却，或化学反应，例如以产生可定性或定量处理的物质。

发明内容

单细胞处理实验变得越来越普遍和高效。大规模并行测序或下一代测序例如允许高通量处理，一次操作即可产生数千个、数万个、数十万个或数百万个或更多个碱基读段。然而，在通常情况下，来自实验的结果(例如数据)仅与可验证实验过程本身一样可靠，也就是说，实验是按设计进行的。例如，实验可能具有不同的灵敏度、准确度和/或偏差，这些灵敏度、准确度和/或偏差不一定(如果有的话)反映在数据结果中。鉴于单细胞测定的规模相对较小且通量较高，以及这些测定中某些测定的不可复制性(在即时测定期间可能会消耗或污染唯一的样品)，因此难以对以下进行验证或研究或以其它方式进行质量控制(QC)：在单细胞测定期间实验的执行情况如何，或者能够比较两个或更多个不同的单细胞测定，或其结果。

用于单细胞测序实验的质量控制的一种方法可涉及将对照引入待测序的样品中，并跟踪所述对照。例如，外部RNA对照协会(External RNA Controls Consortium，ERCC)已开发了具有已知序列的核糖核酸(RNA)对照转录物(ERCC RNA Spike-In Controls)，可将其掺入RNA样品中以输入到RNA测序(RNA-seq)实验中。然后可将掺入的RNA-seq实验的结果与已知的对照序列进行比较，例如以便确定实验是否能够适当地检测到对照，或者在什么剂量的对照下实验能够检测到对照以评估灵敏度等。质量控制的另一种方法可能涉及将外源基因组或表观基因组作为参考引入样品中，例如用于归一化染色质免疫沉淀测序(ChIP-seq)分析。然而，在单细胞实验中，这样的控制方法无法模拟真正的单细胞行为，将上述方法描述为对细胞中的分析物(例如核酸、染色质等)而非细胞的处理进行质量控制会更为准确。例如，已知核酸(例如已知转录物)以相等的量均一地分布到所有分区，包括已含有细胞的分区，从而固有地偏向于单细胞实验。此外，使用大量ERCC对照需要仔细地控制输入浓度和二次采样以管理测序要求，这两者都会引入可能影响质量控制的操作变量。另外，使用大量ERCC对照不允许对单细胞实验中涉及的微流体进行质量控制。

本文中认识到需要用于对至少解决上述问题的单细胞处理实验进行质量控制的系统和方法。提供了在单细胞处理实验中模拟单细胞行为的合成细胞。合成细胞可以是包含一个或多个已知序列的珠粒。珠粒可以是凝胶珠粒。合成细胞可被引入细胞样品中并具有与细胞样品中的其它细胞大致相同或基本相同的尺寸。合成细胞可通过利用细胞样品进行单细胞处理实验的整个工作流进行携带。测序后，可鉴定和分析合成细胞中的一个或多个已知序列，以确定单细胞处理实验的各种特征，例如文库制备过程或测序过程的有效性或效率。