[发明专利]基于亚细胞水平空间芯片的三色荧光解码方法

说明书

本发明提供一种基于亚细胞水平空间芯片的三色荧光解码方法，其是将带有不同序列结构的微球组装到微孔玻璃片上，通过带有不同荧光标签的探针对芯片进行解码，从而得到解码后能够用于下一步空间测试的芯片。相较于传统的生物芯片而言，该方法有利于更好地研究亚细胞水平的组织空间位置信息。

技术领域

本发明涉及空间组学研究领域，具体地说，涉及一种基于亚细胞水平空间芯片的三色荧光解码方法。

背景技术

人体作为一个有机整体，由多种组织构成，而组织中的细胞在种类、时间和空间上各不相同，因而研究空间特异性尤为重要。空间组学可以通过组织切片，保留样本空间结构完整性，从而得到不同区域的基因表达情况。因此对亚细胞水平的空间分析是研究组织器官功能和生命体生命活动的重要手段。

生物芯片可以通过合成不同序列修饰的微珠制造，每一种微珠有其对应的探针，微珠混匀后嵌入玻璃板表面孔位中，然后通过不同的荧光探针对芯片进行解码，从而获得解码芯片。解码后的生物芯片可以原位捕获组织切片中的mRNA并且进行后续的测序步骤，即可获得具有组织空间位置信息的转录组序列信息，该测序方法可实现多细胞，单细胞以及亚细胞分辨率的组织空间转录组测序。

传统的生物芯片一步杂交反应获得的信息量较少，解码效率低，因而开发一种三色荧光解码方法有利于更好地研究亚细胞水平的组织空间位置信息。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于亚细胞水平空间芯片的三色荧光解码方法。

为了实现本发明目的，第一方面，本发明提供一种基于亚细胞水平生物芯片的三色荧光解码方法，包括以下步骤：

A、生物芯片的制备：将连接有引物1、引物2和引物3的二氧化硅微球固定在孔板的孔位处，即得生物芯片；

B、芯片与解码探针杂交：将带有不同荧光标签的解码探针I、解码探针II和解码探针III混合后与生物芯片进行杂交反应，然后检测相应荧光信号；

C、芯片解链与清洗：通过氢氧化钠解链杂交后的生物芯片，解链后的生物芯片洗净、烘干后，再次杂交下一轮解码探针；

D、重复步骤B～C 2～9次，实现芯片解码；

其中，引物1、引物2、引物3各包括4-384种引物序列；引物1、引物2、引物3按照5′-3′依次串联连接；

解码探针I是与引物1互补的寡核苷酸单链，解码探针II是与引物2互补的寡核苷酸单链，解码探针III是与引物3互补的寡核苷酸单链。

优选地，步骤A中所述的二氧化硅微球为羧基化二氧化硅微球。

进一步地，步骤A包括：将引物1的4-384种引物序列分别通过氨基羧基缩合反应连接到羧基二氧化硅微球上，完成连接后将微球混合清洗，均匀分成4-384份，每份加入引物2的4-384种引物序列进行连接反应，完成连接后将微球混合清洗，均匀分成4-384份，每份加入引物3的4-384种引物序列进行连接反应，完成连接后，将微球混合均匀铺到微孔玻璃板上，并将其固定在孔位处，即得生物芯片。

本发明使用的荧光标签可选自DAPI、FITC、Alexa fluor 488、Cy2、Cy3、Cy5、Cy5.5、TRITC、Cy7等。

进一步地，步骤B所述的杂交反应在杂交缓冲液中进行；所述杂交缓冲液的成分为：1-10mM NaCl、2-5mM Tris-HCl、1-3mM MgCl₂和0.5-5mM DTT(二硫苏糖醇)。

步骤B中，混合后解码探针的浓度为1nM-50nM，将10μL混合后的解码探针与40-190μL杂交缓冲液混合，加至孔位中，与生物芯片进行杂交反应。

步骤B进行杂交反应的条件为：37-60℃反应5-20min。