芯片上排着数十亿个 DNA 纳米球,每个球带一个坐标条形码——组织切片贴上去,RNA 被就地捕获,测完再把坐标还回去,就得到一张"哪个位置在表达什么基因"的图谱。分辨率 500 nm(亚细胞级),视场可做到厘米级,同一张切片上把组织和分子对齐。
时空组学技术 Stereo-seq 是同时具备 "纳米级分辨率、厘米级全景视场" 的原位捕获空间全转录组测序技术,可以对同一样本在组织、细胞、亚细胞、分子"四尺度"同时进行空间转录组分析。该技术通过 Stereo-seq 芯片(Stereo-seq Chip)捕获组织中的 RNA,并通过空间条形码(Coordinate ID,CID)还原回空间位置,实现组织空间检测。
Stereo-seq 芯片上布满了数十亿规则阵列排布的单链环状 DNA 纳米球(DNA NanoBall,DNB)。DNB 以单链环状 DNA 为模板、经滚环扩增(Rolling-Circle Replication,RCR)得到,每个 DNB 直径 220 nm,两个 DNB 中心点间距 500 nm。通过 DNBSEQ 技术对固定在芯片上的 DNB 测序,得到 CID 信息;CID 与 DNB 坐标位置一一对应,建立两者的映射关系后,就能把后续捕获到的 mRNA 还原回空间位置。这份对照关系保存在时空芯片 CID–坐标位置对照文件中(Stereo-seq Chip Mask 文件)。
作为国际领先的空间转录组技术,Stereo-seq 具备"纳米级分辨率"和"厘米级全景视场"的突破性优势,同时实现了多组学联合分析和全物种应用。
把空间表达的分辨率提到 500 nm 的亚细胞层级:可通过图像识别细胞核位置,结合算法做单细胞及分子水平的空间定位;也可用 binning 方式划分组织功能区域。
标准芯片有 0.5×0.5、1×1、1×2、2×2、2×3 cm 多种规格,并支持定制——大尺寸芯片有 3×5、6×6 cm 直至 13×13 cm;芯片尺寸与目标器官大小匹配,捕获面积利用率高。
多组学方案可在同一张切片上实现转录组与蛋白组共检测,从空间维度把表型和机制放在一张图上。
人、动物、植物及微生物均可应用,已完成 50 余种物种的组织器官研究。
* sST 方法比较图(下图)为文献中的方法学评价,非本平台实测参数,供选型参考。
先看样本是什么,再定用哪套方案:新鲜冰冻、石蜡包埋、超大组织、还是要在同一张片上同时看 RNA 和蛋白。
以单细胞级分辨率分析空间转录组,精细解析基因表达的空间特征;同片可选细胞核或 H&E 染色。
查看方案详情 →用随机探针原位捕获 FFPE 样本 RNA,可实现全物种转录组空间表达图谱构建,mRNA 与 non-coding RNA 共捕获。
查看方案详情 →在不影响转录组捕获效率的前提下把检测面积做大,降低对样本尺寸的限制,适合整器官、全横断面级别的图谱绘制;石蜡路线还支持 TMA 组织芯片。
查看方案详情 →在同一张组织切片上以单细胞分辨率实现全转录组与超高重蛋白共检测,蛋白检测不影响转录组基因捕获。
查看方案详情 →
以最常用的新鲜冰冻(FF)路线为例,从收样到出图共六步;FFPE 还要多出脱蜡、解交联与随机探针杂交,Stereo-CITE 的差异主要在封闭、抗体孵育与 DAPI 成像,具体见各自方案页。
按组织切面 X·Y 尺寸和 Z 轴厚度确认芯片规格,组织切面不超过芯片面积的 90%
核对包埋块标记与切片方向,提 RNA 测 RIN(RQN)≥7(官方 FF V1.3 已放宽至 ≥4),组织形态完整无冰晶开裂
冷冻切片贴到时空芯片,同片可选细胞核染色或 H&E 染色并显微拍照
组织透化后,芯片上的捕获探针原位抓取释放的 mRNA 并逆转录成 cDNA
cDNA 释放扩增建成时空文库,DNBSEQ 平台完成高通量测序
时空云平台或本地工具做可视化与数据挖掘,CellBin、聚类、空间差异一并交付
Stereo-seq 的样本要求按新鲜冰冻与石蜡(FFPE)两条路线分开执行,两套的取材、包埋和运输方式完全不同,先对号入座再操作。
| 路线 | 样本类型与用量 | 保存与运输 |
|---|---|---|
| 新鲜冰冻 FFOCT 包埋 | OCT 包埋的新鲜离体组织块。组织切面最大不超过芯片尺寸 ×0.9(10×10 mm 芯片 → 切面 ≤9×9 mm;5×5 mm 芯片 → ≤4.5×4.5 mm),包埋块 Z 轴(厚度)控制在 2 cm 以内 | 离体 30 分钟内完成 OCT 包埋;实在来不及可用组织保存液运输;包埋块两层锡箔纸包好、塑封袋封口,−80 ℃ 保存 1 个月内实验;干冰运输,按运输 24 h 计(N=1)准备 (N+0.5)×5 kg 干冰 |
| 石蜡 FFPE蜡块 / 蜡片 / 贴片 | FFPE 蜡块、蜡片或组织贴芯片样本。组织尺寸不超过 0.9×0.9×2 cm,切片 / 芯片面积不超过 80% | 固定用 10% 福尔马林或 4% PFA 12–48 h(优先 10% 福尔马林);蜡块室温或 4–8 ℃,蜡片 4 ℃ 密封(保存 + 运输 ≤1 周);冰袋 2–8 ℃运输,>24 h 不少于 6 块冰袋 |
| Stereo-CITE同片蛋白 | 人和小鼠新鲜冰冻(FF)样本,处理方式同新鲜冰冻路线 | 同新鲜冰冻路线:OCT 包埋、−80 ℃ 保存、干冰运输;另需提前确认抗体组合(超高重,重数按组合确认) |
| 大尺寸芯片定制 | 全物种新鲜冰冻样本,组织切面可大于标准芯片规格,按芯片定制尺寸预留 ≤90% 切面 | 同新鲜冰冻路线;因样本面积大,包埋时需确保整块组织平整贴合包埋盒底面,并额外准备备份样本 |
| 通用要求 | ||
| 组织用量 | 按切面 X·Y 尺寸评估 Z 轴消耗:单边 ≤1 mm 或 ≤3×3 mm 低 RNA 丰度组织,前处理总量按 −1.5 mm 预留;≤3×3 mm 高丰度或 >3×3 mm 组织按 −1 mm 预留(透化固定消耗 −0.2 mm)。尺寸大且无精细切面要求的组织建议备 ≥1 个备份;尺寸小或需全切的组织建议备 ≥2 个 | |
| 质控标准 | 新鲜冰冻:28S / 18S rRNA 条带清晰无降解小片段,RIN(RQN)≥7(官方 FF V1.3 已放宽至 ≥4,我司收样仍建议 ≥7),H&E 形态完整、无冰晶开裂;石蜡:切 3–5 片 5 μm 组织片提 Total RNA,DV200 ≥ 30% | |
| 含病原微生物 | 按《人间传染的病原微生物名录》评估生物安全等级:BSL-1 样本送样前需按立项要求在《样本信息收集表》中填报;BSL-2 / 3 / 4 样本受实验室条件限制不接收,请送至具备相应等级的实验室 | |
| 送样资料 | 填写《样本信息收集表》,并附组织在包埋盒中的照片、组织与切面标记照片;至少提前 1 个工作日发送至样本中心指定邮箱,并与销售 / 项目负责人核对无误 | |
* 送样前请与业务经理确认并索取最新的《样本信息收集表》。
已整理 Stereo-seq 相关已发表文献清单(期刊、发表年份、研究物种与组织、样本类型)。用手机扫码即可在线查看 / 下载,选型前先看看和你课题相近的研究是怎么做的。
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