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同时检测单细胞表面蛋白、胞质蛋白及核蛋白的多组学方法以及用于单细胞多组学检测的装置制造方法及图纸

技术编号:44332995 阅读:1 留言:0更新日期:2025-02-18 20:41
本发明专利技术提出了同时检测单细胞表面蛋白、胞质蛋白及核蛋白的多组学方法以及用于单细胞多组学检测的装置。该装置的微流道单元包括和微流道连通的多个入口,用于向所述微流道供给细胞以及多种标记物以形成含有单细胞的微液滴,多个入口包括第一抗体入口,第一抗体能够结合所述细胞表面蛋白,以及选自胞质蛋白以及核蛋白中的至少之一,所述第一抗体连接有第一DNA序列;分离单元和所述微流道单元相连,以基于微液滴内的标记物分离得到目标物质并用于建立文本库;分析测序单元和微流道单元相连,基于文本库对细胞进行单细胞转录组测序以及蛋白信息分析。该装置可以用于单细胞多组学检测,并可以同时检测细胞表面蛋白、胞质蛋白以及核蛋白信息。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及生物信息领域,具体地,涉及同时检测单细胞表面蛋白、胞质蛋白及核蛋白的多组学方法以及用于单细胞多组学检测的装置


技术介绍

1、单细胞多组学分析技术是一种综合分析方法,旨在研究单个细胞的分子组成和功能。该技术结合了多种不同的生物学技术,对单个细胞进行多方面的分析和研究,从而获得更全面、更准确的单细胞数据。单细胞多组学技术应用领域广泛,包括免疫学、肿瘤学等,可以更全面地了解细胞在组织或器官中的异质性,进而揭示细胞以及关键蛋白等物质在疾病发展等过程中的变化。目前的单细胞多组学分析技术主要包括单细胞转录组测序和单细胞表面蛋白检测,cite-seq(cellular indexing of transcriptomes and epitopes bysequencing)是将单细胞转录组与表面蛋白检测结合的常用方法。

2、然而,cite-seq技术仍存在以下显著不足:首先,该技术仅能检测细胞表面的蛋白质表达:cite-seq方法进能够检测细胞表面蛋白的表达,而细胞内的胞质蛋白和核蛋白在许多关键生物过程中扮演着至关重要的角色。例如,胞质蛋白参与信号传导、代谢调控以及应激反应,而核蛋白则在基因表达调控、染色质重塑和dna修复等过程中发挥着不可或缺的作用。在肿瘤细胞中,核蛋白如p53和胞质蛋白如akt等的异常表达或功能失调,往往是癌症进展和耐药性的关键因素。然而,目前的cite-seq技术无法捕捉这些细胞内部的重要蛋白信息,因此大大限制了其在深入分析细胞功能及其变化过程中的应用能力。

3、此外,cite-seq技术的组学数据整合也具有一定的局限:虽然cite-seq能够整合转录组和表面蛋白的数据,但无法捕捉单细胞层面的胞质和核蛋白信息,导致在多组学数据整合时存在明显的局限性。例如,转录组的变化不一定能完全反映蛋白水平的动态,而胞质和核蛋白的表达和修饰常常直接影响细胞的行为和命运。无法将表面蛋白、胞质蛋白、核蛋白与转录组数据进行全面的整合,严重限制了对细胞复杂功能网络的理解,尤其是在需要研究癌症进展、细胞分化或免疫应答等过程中,cite-seq的单一表面蛋白检测远远不足以满足研究需求。

4、因此,现有的cite-seq技术虽然在一定程度上解决了单细胞转录组和表面蛋白的联合分析,但其局限性使得它无法有效解析胞质蛋白和核蛋白在细胞内的动态变化,限制了其在更广泛的生物医学领域中的应用潜力。


技术实现思路

1、本专利技术旨在至少一定程度上缓解或解决上述提及问题中至少一个。

2、鉴于上述技术问题,本申请提出了一种能够同时检测单细胞表面蛋白、胞质蛋白及核蛋白的多组学分析方法,通过微流控液滴技术与标记抗体的结合,实现了胞质及核蛋白的检测,并通过高通量检测,实现了单细胞层面的胞质及核蛋白信息的整合,提高了组学数据的全面性。

3、有鉴于此,在本申请的一个方面,本专利技术提出了一种用于单细胞多组学检测的装置。该装置包括:微流道单元,所述微流道单元包括和微流道连通的多个入口,多个所述入口用于向所述微流道供给细胞以及多种标记物,以形成含有单细胞的微液滴,所述多个入口包括第一抗体入口,所述第一抗体入口用于向所述微流道单元供给能够结合所述细胞表面蛋白,以及选自胞质蛋白以及核蛋白中的至少之一的第一抗体,所述第一抗体连接有第一dna序列,所述第一dna序列被配置为能够在所述微液滴内进行逆转录和扩增;分离单元,所述分离单元和所述微流道单元相连,以基于所述微液滴内的所述标记物分离得到目标物质并用于建立文本库;分析测序单元,所述分析测序单元和所述微流道单元相连,基于所述文本库对所述细胞进行单细胞转录组测序以及蛋白信息分析。该装置可以用于单细胞多组学检测,并可以同时检测细胞表面蛋白、胞质蛋白以及核蛋白信息,因此可以更好地在单细胞层面实现多组学分析,有利于更全面地获取单细胞内生物信息,促进相关研究的推进。

4、根据本申请的实施例,所述微流道单元进一步包括第二抗体入口,所述第二抗体入口用于向所述微流道单元供给能结合所述待测蛋白或抗原的第二抗体,所述第二抗体连接有磁珠,所述分离单元为磁珠分离单元。由此,可简便地将标记有特定蛋白的第一抗体、第二抗体复合物分离出来,用于分析建立文本库。

5、根据本申请的实施例所述微流道单元进一步包括barcode入口,所述barcode入口用于向所述微流道单元供给barcode胶球,所述barcode胶球包括barcode序列。由此,可较好地在后续的高通量检测过程中对单细胞的信息进行标记,从而有利于实现单细胞层面的蛋白等信息的检测和整合。

6、根据本申请的实施例所述分析测序单元为高通量测序单元。

7、在本申请的另一方面,本申请提出了一种同时检测单细胞表面蛋白、胞质蛋白及核蛋白的多组学方法。该多组学方法包括:

8、(1)利用微流道单元形成单细胞微液滴,所述单细胞微液滴内包括单个待测细胞,多个标记物、逆转录试剂组以及扩增试剂组,所述多个标记物包括连接有第一dna序列的第一抗体,以令所述第一dna序列在所述微液滴内进行逆转录和扩增,所述第一抗体能够结合所述细胞表面蛋白,胞质蛋白以及核蛋白;

9、(2)基于分离单元分离所述微液滴内的目标物质并用于建立文本库;

10、(3)基于所述文本库,对所述细胞进行单细胞转录组测序以及蛋白信息分析,所述蛋白信息包括细胞表面蛋白、胞质蛋白及核蛋白。

11、该方法可以简便地获取包括细胞表面蛋白、胞质蛋白及核蛋信息,从而可以获得更全面、更准确的单细胞数据。

12、根据本申请的实施例,所述标记物进一步包括第二抗体,所述第二抗体被配置为能够结合所述待测蛋白或抗原,且所述第二抗体连接有磁珠,所述分离单元为磁珠分离单元。由此,可简便地分离标记有特定蛋白的第一抗体、第二抗体复合物用于建立文本库。

13、根据本申请的实施例,所述标记物进一步包括barcode胶球,所述barcode胶球包括barcode序列。

14、根据本申请的实施例,所述barcode胶球包括胶球,以及依次连接在所述胶球上的第一引物序列、read1序列、barcode序列和polydt。

15、根据本申请的实施例,所述第一dna序列包括抗体标签以及第二引物序列,所述第二引物序列和所述第一引物序列互补。

16、根据本申请的实施例,所述多组学方法是利用前面所述的装置进行的。

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【技术保护点】

1.一种用于单细胞多组学检测的装置,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述微流道单元进一步包括第二抗体入口,所述第二抗体入口用于向所述微流道单元供给能结合所述待测蛋白或抗原的第二抗体,所述第二抗体连接有磁珠,

3.根据权利要求1或2所述的装置,其特征在于,所述微流道单元进一步包括Barcode入口,所述Barcode入口用于向所述微流道单元供给Barcode胶球,所述Barcode胶球包括Barcode序列。

4.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述分析测序单元为高通量测序单元。

5.一种同时检测单细胞表面蛋白、胞质蛋白及核蛋白的多组学方法,其特征在于,包括:

6.根据权利要求5所述的多组学方法,其特征在于,所述标记物进一步包括第二抗体,所述第二抗体被配置为能够结合所述待测蛋白或抗原,且所述第二抗体连接有磁珠,

7.根据权利要求6所述的多组学方法,其特征在于,所述标记物进一步包括Barcode胶球,所述Barcode胶球包括Barcode序列。

8.根据权利要求7所述的多组学方法,其特征在于,所述Barcode胶球包括胶球,以及依次连接在所述胶球上的第一引物序列、Read1序列、Barcode序列和PolydT。

9.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,所述第一DNA序列包括抗体标签以及第二引物序列,所述第二引物序列和所述第一引物序列互补。

10.根据权利要求5所述的多组学方法,其特征在于,所述多组学方法是利用权利要求1-4任一项所述的装置进行的。

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【技术特征摘要】

1.一种用于单细胞多组学检测的装置,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述微流道单元进一步包括第二抗体入口,所述第二抗体入口用于向所述微流道单元供给能结合所述待测蛋白或抗原的第二抗体,所述第二抗体连接有磁珠,

3.根据权利要求1或2所述的装置,其特征在于,所述微流道单元进一步包括barcode入口,所述barcode入口用于向所述微流道单元供给barcode胶球,所述barcode胶球包括barcode序列。

4.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述分析测序单元为高通量测序单元。

5.一种同时检测单细胞表面蛋白、胞质蛋白及核蛋白的多组学方法,其特征在于,包括:

6.根据权利要求5所述的多组学方法,其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员:程冬卜友泉赵浏阳
申请(专利权)人:重庆医科大学
类型:发明
国别省市:

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