8月22日,科技日報重磅報道我國科學家研發的全球領先(xiān)細胞組學技術Stereo-cell,該成果由基因組多維解析技術全國(guó)重點實驗室(華大生命科學研究院牽頭建設)聯合多家機(jī)構完成,已發表於國際頂級期刊《科學》(Science)。這(zhè)項技術打(dǎ)破傳統單細胞測序的諸多限製,實(shí)現(xiàn)多模態整合、原位動態捕捉(zhuō)、百萬級(jí)通量三大關鍵突破,一次可捕獲百萬級細胞(bāo)並(bìng)同步解(jiě)析其形態、轉錄與蛋白特征,為生命科學研究開辟新賽道。而在研究的全流程中,生物(wù)液(yè)氮(dàn)儲存罐作為核(hé)心配(pèi)套設備,為珍貴(guì)樣本的安全存(cún)儲提供關鍵支撐(chēng),成為科研(yán)成果落地(dì)的重(chóng)要(yào)保(bǎo)障。
Stereo-cell技術(shù)的核心創新在於基於高密度DNA納米球(DNB)陣列芯片,省去(qù)傳統技術中細胞分隔封裝的步驟,可直接對細胞進行原位捕獲與測序。芯片上直徑220納米(mǐ)的DNA納米球密集排列,如同納米級“捕手”精準吸附細胞,有效規避了微流控技術易出現的捕獲偏好(hǎo)與細胞形態丟失(shī)問(wèn)題。在0.5cm²至13cm²的芯片範圍內,該技(jì)術能(néng)從百個到百萬個細胞中,精準識別出(chū)占比僅0.05%的稀有(yǒu)細胞,實現(xiàn)“大海撈針”式的高效檢測(cè)。這些稀有細胞樣本往往承載著關鍵科研信息,在完成測序分析後,必(bì)須立即轉入生物液氮儲存罐中,借助其-196℃的(de)超低溫環境維持細(xì)胞活性與分子特征,避免(miǎn)樣本降解影響後續研究。
多模態整合是Stereo-cell技術(shù)的另一大(dà)亮點。通過融合熒光染色與抗(kàng)體標(biāo)記技術,該技術可在單次實驗中同時捕捉細胞形態、基(jī)因轉錄和表麵蛋白信息,相當於為細胞拍下“立體全景照(zhào)”。這種整合能力不僅能清晰揭示免疫細胞的活化狀態,還能發現傳統RNA分析難以察覺的細胞表型差異,為疾(jí)病機製研究、藥物靶點篩選及(jí)臨床轉化提供全新工具。在臨床樣本處理場景中,從患者體內獲取的免疫細胞經Stereo-cell分(fèn)析後,需長期保存以支持後續個性(xìng)化治療方案研發,此時細胞凍存液氮罐憑借更(gèng)優的密(mì)封性與保(bǎo)溫性,成為(wéi)這類高價值臨床樣(yàng)本長期存儲的優選設備。
此(cǐ)外,Stereo-cell技(jì)術還支持細胞在芯片上的原位培養與動態測序(xù),能實時追蹤細胞狀態變化並完整(zhěng)保留時空信息。例如(rú)在成纖維細胞實驗中,科研人員不僅監測(cè)到基(jī)因表達的動態波動,還成(chéng)功解析了細胞間的物理接觸與信號互作機製,為藥物篩選和細(xì)胞通訊研究提供新方向。在實驗室(shì)日常操作中,當需要將芯片上的培(péi)養(yǎng)細胞轉運至不同分析平台時,液氮罐小推車可實現安全便捷的短距離運(yùn)輸,其穩定的減震結構(gòu)與低溫保持能(néng)力(lì),能有效避免轉運(yùn)過程中溫度波動對細胞狀態的影響,保障動態測序數據的準確(què)性與連續性。
該(gāi)技術(shù)在處理大細胞或複雜結構樣本時同樣表(biǎo)現出色。在骨骼肌纖維研究中,Stereo-cell清晰揭示了(le)不同功(gōng)能(néng)區域的空間(jiān)異質性;在卵母細胞研究中,成功高通量捕獲並解析719個卵細胞的發育過程,直觀展現胞內結構(gòu)的(de)動(dòng)態變化。這類大細胞樣本體積更大、結構更複雜,對存儲環境的穩定性要求(qiú)更高(gāo),而生(shēng)物液氮儲(chǔ)存罐憑借真空多層絕(jué)熱設計,能有(yǒu)效減少液氮蒸發損耗,長(zhǎng)期(qī)維持罐內(nèi)溫度穩定,確(què)保大(dà)細胞樣本在多次調取研究中仍保持原始狀態,為科研人員提供可靠的樣本支持。
目前,基因組多維解析技術全國(guó)重點實驗室已聯(lián)合18家機構發起“百億細胞聯盟”,計劃繪(huì)製生命、疾(jí)病和擾動(dòng)響應(yīng)三大細(xì)胞圖譜,推動虛擬細胞(bāo)與(yǔ)細胞AI大模型的研發。在這一宏大科研計(jì)劃中(zhōng),液氮容器將持續發揮“科研後(hòu)盾”作用,為海量細(xì)胞樣本的長期安全存儲提供全周期保障,助力我國在(zài)細胞組學領域持(chí)續領跑全(quán)球,加速科研成果向(xiàng)臨床應用(yòng)與產業轉化的落地進程。
來源:IT之家