DNBELAB 單細胞轉錄組

DNBelab 單細胞轉錄組技術為華大基因自主研發的高通量單細胞測序技術體系,依託 DNBelab C4 單細胞建庫系統與 DNBSEQ 測序平台,核心用於在單個細胞層級捕獲 mRNA 表達譜,精準解析細胞亞群組成、基因調控網絡及細胞異質性特徵,實現從百個到百萬個量級細胞的高效解析。作為國產單細胞技術的標竿,該技術打破進口平台的壟斷,兼具高通量、低成本、多模態相容的核心優勢,相較於傳統 bulk RNA-seq 及部分進口單細胞平台,能無偏捕獲稀有細胞亞群,同步相容形態學、蛋白層級資訊關聯,且對極限樣本的適配性更強。其廣泛應用於細胞圖譜建構、腫瘤微環境解析、發育生物學、神經科學、農業育種等領域,為基礎科研與臨床轉譯提供自主可控的技術支撐。

原理介紹

DNBelab 單細胞轉錄組技術基於「高密度 DNA 奈米球(DNB)陣列—單細胞原位捕獲—專屬 Barcode 標記」核心邏輯,無須依賴油包水微流控封裝,實現高效精準的單細胞轉錄組解析:透過高密度 DNB 陣列晶片(直徑 220 奈米的 DNB 以 500 奈米間距排列),藉由靜電吸附作用原位捕獲單個細胞,避免傳統物理封裝導致的細胞流失或變形問題。捕獲後透過特異性引子結合細胞內 mRNA 的 poly(A) 尾,逆轉錄生成 cDNA,同時引入專屬細胞 Barcode 與分子 Barcode,實現每個細胞及每條轉錄本的唯一標記。生成的 cDNA 經擴增後建構 DNB 文庫,透過 DNBSEQ 測序平台完成高通量測序。依託 Barcode 序列將測序 reads 精準分配至對應單細胞,結合生物資訊分析,獲得每個細胞的基因表達譜,實現細胞亞群聚類、差異基因篩選及功能註釋,同時可與形態學、蛋白資料聯動,建構多維度細胞特徵圖譜。

文獻案例

《Science》發表題為 "Cross-species single-cell spatial transcriptomic atlases of the cerebellar cortex" 的研究,依託 DNBelab C4 單細胞轉錄組技術聯合 Stereo-seq 時空組學技術,建構跨物種小腦單細胞圖譜,揭示靈長類動物小腦特有的細胞功能特徵,為腦科學研究提供關鍵依據。研究選取小鼠、狨猴、獼猴三種模式生物,透過 DNBelab C4 技術捕獲並測序 130 餘萬個小腦細胞,獲得全維度基因表達譜。結果在靈長類動物小腦中鑑定出兩種特異浦肯野細胞亞型,均高表達 GRID2 基因,且其中一種亞型中學習相關神經訊號路徑基因顯著富集,此亞型在小鼠中未被發現,提示與靈長類高級認知功能密切相關。該研究透過 DNBelab 技術精準解析跨物種細胞類型的保守性與特異性,證實靈長類小腦浦肯野細胞的功能特殊性,為小腦相關疾病機制研究及物種演化分析提供高品質資料資源。

送樣標準

單細胞懸液

細胞濃度 1×10⁵–5×10⁶個/mL,體積≥1mL/份,無血清培養基重懸並添加 0.04% 牛血清白蛋白;4°C 冷藏運輸,避免震盪與反覆凍融;細胞活性≥85%,無紅血球、雜質聚團,嚴禁使用反覆凍融樣品。

新鮮組織樣品

重量≥0.1g/份,取材後立即置於專用組織保存液中,4°C 冷藏運輸(嚴禁冷凍),24 小時內送達;註明組織類型、部位及處理條件,避免組織壞死,適配大尺寸、間質豐富等複雜組織。

細胞株 / 類器官樣品

細胞量≥1×10⁶個/份(細胞株)、類器官重量≥0.05g/份;細胞株消化為單細胞懸液後 4°C 運輸,類器官置於保存液中冷藏運輸;註明培養條件、誘導或藥物處理資訊。

血液 / PBMC 樣品

體積≥2mL/份,EDTA 或肝素抗凝,4°C 冷藏運輸,6 小時內送達;避免溶血,PBMC 樣品需新鮮分離並保證活性≥90%,註明採血時間及處理流程。

植物組織樣品

重量≥0.5g/份,液氮速凍後 -80°C 保存,乾冰運輸;註明植物品種、組織部位(如葉片、根)及生長階段,避免細胞壁雜質過多,可提供解離處理服務。

交付內容

樣本品質檢測報告

包含細胞活性 / RNA 完整性檢測結果、細胞濃度與純度評估、文庫建構品質(片段分布、接頭污染率)及測序品質預評估(Q30 值≥90%)。

原始測序資料

Fastq 格式原始測序 reads、Barcode 分配統計資料、測序品質管制報告(GC 含量、重複率)及 DNB 文庫建構原始參數。

資料分析報告

涵蓋細胞過濾與聚類分析圖、細胞亞群註釋結果(結合已知標誌)、差異表達基因火山圖 / 熱圖、功能富集分析、細胞軌跡分析及核心結論解讀。

技術支援文件

提供單細胞懸液製備與樣品處理方案、建庫及測序參數表、資料分析流程程式碼、結果視覺化指南,支援與時空組學、蛋白資料的聯合分析。

常見問題

該技術依託 DNB 陣列無偏捕獲特性,對佔比≥0.05% 的稀有細胞可精準檢出,捕獲效率優於傳統液滴式平台。提升方案:增加總細胞捕獲量,優化樣本解離條件避免稀有細胞損傷,結合流式分選預先富集稀有細胞亞群,資料分析時調整聚類解析度以保留低豐度細胞類群。

細胞壁會阻礙 mRNA 捕獲,導致檢測效率下降。處理方案:採用酶解(纖維素酶、果膠酶)結合機械研磨法解離細胞壁,獲得原生質體;優化裂解液配方增強核酸釋放,提前去除組織中纖維狀雜質;針對植物樣本客製建庫參數,提升 RNA 捕獲效率。

借助同一平台的技術相容性,透過樣本同步處理實現資料關聯,利用共同的細胞特徵標誌建立映射關係;資料分析時整合單細胞表達譜與時空位置資訊,將細胞亞群定位到組織空間維度,建構「細胞類型—基因表達—空間分布」的三維圖譜,解析細胞間相互的時空規律。

凍存易導致 RNA 降解、細胞活性下降,影響基因表達準確性。降低損傷方案:採用專用無血清凍存液,梯度降溫凍存(4°C→-20°C→-80°C→液氮);快速解凍後立即洗滌去除凍存液,全程低溫操作;優先選擇新鮮樣本,凍存時間不超過 3 個月,解凍後 2 小時內完成建庫。

我們提供前沿多組學技術服務

從序列到功能,從DNA水準探索生命本質,助力基礎科研