空间转录组样本制备、组织优化、建库与质控全流程

在保留组织空间位置和形态信息的前提下捕获区域或细胞尺度的转录本,完成组织质量评估、切片优化、空间捕获、文库构建及上机前质量控制。

实验目的

在保留组织空间位置和形态信息的前提下捕获区域或细胞尺度的转录本,完成组织质量评估、切片优化、空间捕获、文库构建及上机前质量控制。

适用范围与实验要求

  • 样本:新鲜冷冻组织
  • 样本:经平台验证的 FFPE 组织
  • 样本:类器官与三维培养样本
  • 样本:预先评估 RNA 质量的组织切片
  • 物种:人、小鼠、大鼠、其他具有高质量参考基因组和注释的物种
  • 难度与耗时:高级,约 3–7 天;测序与生信分析另计
  • 安全:人体和动物来源组织需具备相应审批;切片、固定和染色按样本风险及化学品规范操作;扩增前后分区并执行 RNase 和交叉样本控制。

实验原理

将合格组织切片放置于带空间条形码的捕获区域,通过固定、染色、成像和适度透化释放 RNA;转录本与位置条形码结合后完成逆转录、扩增和建库,并将测序数据与组织图像配准。

标准工作流程

  1. 制定取材、缺血时间、包埋和批次平衡方案
  2. 评估组织形态、RNA 质量和切片完整性
  3. 优化切片厚度、贴附、固定、染色和透化条件
  4. 在捕获区域完成组织切片和高质量成像
  5. 执行原位捕获、逆转录与空间条形码标记
  6. 回收并扩增 cDNA,完成产物质量检查
  7. 构建、纯化、定量并核对空间表达文库
  8. 测序后完成图像配准、质量过滤、空间聚类与标志验证

设备、试剂与耗材

  • 设备:低温切片或石蜡切片设备、显微成像系统、温控与湿盒设备、PCR 仪及文库质量分析设备
  • 试剂:组织包埋与切片处理试剂、固定、染色和透化体系、空间捕获与逆转录试剂、文库扩增、纯化和定量试剂
  • 耗材:空间捕获载玻片或芯片、无 RNase 低吸附管与滤芯枪头、切片耗材与盖玻片、PCR 管板与封板膜

必需对照与 QC

  • 相邻切片 RNA 质量评估
  • 组织形态参考切片
  • 透化时间梯度或优化切片
  • 无组织背景区域
  • 文库阴性与批次参考对照
  • 组织结构完整且目标区域覆盖充分;RNA 与形态质量满足平台要求;背景区域信号受控;cDNA 和文库浓度、片段分布合格;有效位点数、reads、基因数和组织内外信号比达到项目标准。

关键参数与结果解释

取材缺血时间、组织保存、切片厚度、RNA 完整性、透化时间、成像质量、捕获区域覆盖、扩增循环和测序深度共同决定空间分辨率与基因检出。

空间表达反映测量区域内的混合细胞信号,分辨率和组织厚度会影响细胞类型解释。应结合病理标注、单细胞参考、蛋白成像及独立样本验证关键空间模式。

常见问题与排错

组织脱片时优化载玻片处理和固定;RNA 质量低时缩短缺血时间并改善保存;组织外背景高时调整透化和清洗;文库复杂度低时核对切片质量、捕获面积和扩增条件;配准偏差时统一成像和组织边界标注。

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