单细胞分析

摘要： 空间转录组简单地说就是一个完整的组织样本中不同位置的全部转录组数据信息.目前的空间转录组学技术主要包括两大类:基于原位捕获并测序和基于成像的空间转录组学技术.这些技术已被广泛应用于神经生物学、发育生物学、肿瘤生物学等领域.本文总结并比较了不同空间转录组学技术的特点,列举了空间转录组学技术在不同领域中的应用,最后讨论了其所面临的挑战和机遇.

摘要： 目的采用单细胞测序分析溃疡性结肠炎(ulcerative colitis, UC)患者肠道组织中巨噬细胞差异基因及其功能。方法挖掘数据集GSE150115,分析5例UC患者肠黏膜组织10×Genomics单细胞转录组测序数据,采用Seurat软件进行细胞亚群分类、巨噬细胞识别、细胞间差异基因筛选、GO和KEGG生物信息学分析。结果从10个细胞亚群中识别出巨噬细胞,筛选出细胞间差异基因,如CR1、BCL11A等。GO及KEGG分析发现,巨噬细胞的核糖体信号通路可能参与UC疾病过程。结论肠道巨噬细胞可能通过核糖体信号通路影响UC。

摘要： 单细胞固有生物物理学特征,主要包括结构特征如细胞直径和细胞核直径,以及电学特征如细胞膜比电容和细胞质电导率,已经被应用于细胞亚类型分类和细胞状态评估,在生物医学研究和临床诊断方面具有广阔的应用前景。该文综述了不同类型的单细胞结构和电学特征检测方法,介绍了固定式、流动式以及基于微流控的方法。归纳总结了这些方法的工作原理、发展和主要优缺点,探讨了单细胞结构和电学特征检测所面临的挑战以及未来的研究机遇。

摘要： 球形赖氨酸芽胞杆菌Lysinibacillus sphaericus(Ls)是应用广泛的蚊虫生物防治制剂,在实际应用时可能会遇到不利的环境因子或杀菌剂。本研究通过单细胞分析方法监测ClO_(2)处理后的单个Ls芽胞及其萌发过程,探究ClO_(2)对Ls芽胞结构和成分的影响及与芽胞萌发相关蛋白的影响,以及ClO_(2)的杀胞机制。经0.05%~0.3%ClO_(2)处理5 min后,36%~86%的芽胞不能形成单菌落。吡啶二羧酸钙(CaDPA)特征峰(1017 cm^(-1))强度随处理程度增大有所降低,而蛋白质α-螺旋峰(1652 cm^(-1))强度没有明显变化。ClO_(2)处理显著改变Ls芽胞的萌发动态,芽胞启动CaDPA快速释放的时间、完全释放的时间以及皮层水解完成的时间显著延长;而外源CaDPA仅能触发低浓度ClO_(2)(0.05%)处理的芽胞,且显著迟缓。表明ClO_(2)处理没有直接破坏芽胞内膜但严重损伤了与萌发相关蛋白的功能,特别是皮层水解酶容易失活。这可能就是被处理的芽胞可以启动芽胞萌发的最初步骤,而不能进一步发展为营养细胞的原因。

摘要： 单细胞成像可在单细胞水平观测目标物位置、确定目标物含量,在生命科学与临床医学研究领域应用广泛.核酸编码扩增技术利用特定分子反应将待测目标识别转化为核酸条码的扩增,具有探针种类多、易编程、反应条件温和及信号放大效率高等特点,在单细胞低丰度、高灵敏、多目标物成像中优势显著,为理解细胞状态、探索生命过程提供了新思路.本文综合评述了核酸编码扩增在单细胞荧光成像领域的研究进展,以目标物的编码方式为分类依据,系统阐述了固定细胞原位成像和活细胞成像中不同目标物编码与扩增成像方式的区别,并对活细胞成像中多重检测面临的问题以及未来发展前景进行了展望.

摘要： 微生物在多种类型的癌组织中被检测到,包括此前被认为是无菌的器官中。但它们对致癌/抗癌机制的影响尚不明确。此研究者开发了宿主,微生物组相互作用的单细胞分析方法(SAHMI),可从单细胞测序结果中提炼出其中的微生物信号。研究用此方法分析了两个人胰腺癌队列,在一部分肿瘤中鉴定出体细胞相关细菌,而在良性组织中未检测到,这些细菌的存在与特定细胞类型的基因表达和通路活性相关,包括细胞的运动和免疫信号传导。

摘要： 二次离子质谱作为目前空间分辨率最高的质谱成像技术,以其免标记、高灵敏、多组分检测优势和亚微米级高空间分辨成像优势为诸多生命科学问题的研究提供了全新的分析手段,在基础细胞生物学、组织生理病理学、生物医药与临床医学等领域的研究中得到了广泛应用.本文综述了二次离子质谱在生物组织、细胞、仿生生物膜等体系中的质谱成像研究进展.

摘要： 为了使用单细胞电感耦合等离子体质谱(SC-ICP-MS)方法准确测定单个细胞中的铬(Cr)、锰(Mn)、铁(Fe)、铜(Cu)和锌(Zn)等多种内源性金属元素,该文基于动态反应池(DRC)模式对目标分析物的反应气流量和极杆抑制参数q(RPq)进行了优化,并研究了进样速度、细胞密度、驻留时间等因素对SC-ICP-MS检测的影响.分别采用细胞悬液直接进样、使用超声波探头使细胞悬液中的细胞破碎后进样和使用浓硝酸消解细胞后进样的ICP-MS测定结果对SC-ICP-MS定量结果的准确性进行验证分析.实验结果表明,可采用超声波破碎细胞的ICP-MS测定结果评估SC-ICP-MS测定的单细胞内Zn和Cu含量的准确性,采用酸消解细胞的ICP-MS检测结果验证单细胞内Fe和Cr的含量.缺少细胞标准物质时对SC-ICP-MS方法定量结果进行多角度验证是必要的.研究表明,使用SC-ICP-MS法可以较好地进行单细胞元素相关分析.

摘要： 原子通过化学键的链接形成分子,分子组装成生命的基本单元——细胞,细胞进而构成形态各异纷繁复杂的生命体.本文综述了近20年来本课题组采用电感耦合等离子体质谱开展针对关键元素、分子和细胞的分析方法学研究进展.

摘要： 骨骼系统中存在多种干细胞微环境,维持不同类型干细胞的自我更新与分化,其中包括了间充质来源的骨骼干细胞(skeletal stem cell,SSC).它们在体内外均能自我更新和克隆形成,可多向分化形成软骨、骨、脂肪和骨髓基质.近年,随着谱系追踪和单细胞测序等技术的发展,不同类型的SSC被成功鉴定.相比于间充质干细胞的高异质性,SSC异质性更低、表面标志物可靠且生物学特性明确.因而,阐明SSC的特性,可为干细胞治疗提供新的思路.本文回顾SSC的研究进展,重点讨论SSC的特性、时间和空间分布差异以及功能异同.此外,还将讨论单细胞测序技术在SSC研究中的应用.

摘要： 系统生物学作为后基因组时代的一门新兴学科，强调在细胞水平、个体水平上研究生物体，这给当前的实验分析技术带来了极大的挑战[1，2]。在诸多新兴技术中，微全分析技术因其具有与大多数细胞和微生物相似的特征尺寸，并且易于实现微型化、功能集成化、多路并行处理等优点，因此在单细胞、单生物体分析中扮演了重要的角色[3-5]。在本工作中，我们提出了一种基于微流控芯片的灵活的流体控制策略—水力门控进样，该方法能够在一个简单的十字型微流控芯片中实现高时空分辨率（时间分辨率：5 ms；空间分辨率：4 μm）的样品传输控制。我们首先建立了水力门控进样的理论模型，然后通过数值仿真和流动可视化实验对该模型进行了验证。基于此方法，我们针对不同的实验应用提出了三种不同的样品进样模式。将该技术和荧光检测相整合，我们实现了基于连续流的细胞分选和基于二相流的选择性液滴包裹细胞，并得到了较高的细胞纯度和回收率。将该技术和脉冲压力驱动的细胞定位技术相结合，我们实现了高时空精度的细胞刺激，并将之应用于单细胞分析和细胞间通讯的研究中。我们期望该技术能够为基于微流控芯片的细胞和生物体处理与分析提供一种简单易行、灵活可靠的选择，并且有益于系统生物学的研究。

摘要： 作为最小的生命结构单元之一,细胞对于生物体功能的正常发挥起着重要作用,长久以来,研究工作者一直在寻找新的分析方法和技巧从事细胞簇、单细胞、亚细胞的研究。近年来,在样品获取、细胞操纵、细胞内容物的测量及细胞间动力学过程的方面都取得了很大进展,单细胞分析已经成为分析化学一个重要的研究内容,除了大量的研究报告之外,已经有了自己的专业会议论坛,如德国Münste的单细胞测量会议。本文介绍了细胞的选择与分离，简述了单细胞分析方法，包括血细胞计数法、微流控芯片法、毛细管电泳法电化学检测、质谱法、激光诱导荧光检测等。

摘要： 单细胞分析是揭示细胞异质性的强大工具.细胞异质性广泛存在于多种生物学现象当中,例如肿瘤的产生、发展、转移、侵润以及临床化疗的抗药性等等.如何能够分析单细胞水平上的细微生物学差别特别是成像与对应单细胞的基因表达之间的关系仍然是目前研究亟待解决的热点问题.因此发展了一种基于微流控芯片系统分析单细胞凋亡成像和对应单细胞RNA测序的方法。该方法不仅能够通过大规模的微坑捕获单个细胞并进行成像分析，而且能够对成像之后感兴趣的单细胞进行回收和后续的RNA分析。模拟了药物对肿瘤细胞的刺激，利用大规模微坑捕获单细胞，微坑阵列的密度约为10000个／cm2，成像之后挑选出了感兴趣的单细胞并利用二代测序技术分析了单细胞的转录组以及相关的基因表达。

摘要： 单细胞技术包括单细胞测序技术和单细胞分析技术.本文主要介绍单细胞技术的发展历史及其在医学研究上的应用.单细胞测序技术可以用于癌症、遗传病等疾病的病因分析、诊断和治疗中；单细胞分析技术可以应用到蛋白质、神经肽、酶活性、核酸等多种物质的分析研究中，为进一步发展疾病的早期分子诊断奠定分子生物学基础，也可用于肿瘤细胞打靶治疗。

摘要： 由于细胞内化学组分及生物活性的高度非均匀性，单细胞分析特别是对细胞内组分的定性定量分析，对于分子生物学，生物过程的物理化学模型及疾病的早期诊断与治疗等具有重要意义，是分析化学领域的热点研究课题之一。由于细胞的直径一般为微米级，体积极小，细胞内组分含量非常低(fmol—zmol)且极为复杂，因此检测细胞内的超痕量组分,具有较大的难度。本文基于抗坏血酸和氨基酸对luminol-K3Fe(CN)6化学发光体系的强烈增敏作用，采用自组装的微流控装置结合化学发光检测技术，建立了单个大鼠肝细胞中抗坏血酸和氨基酸的同时测定方法。

摘要： 设计研制了玻璃、石英、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚二甲基硅氧烷(PDMS)和水凝胶等5种不同材料、不同结构和不同集成度的微流控芯片.建立了玻璃、PMMA和PDMS微流控芯片管壁涂层修饰方法.设计研制了8台分别具有激光诱导荧光、紫外、电化学和化学发光等不同检测功能的微流控芯片装置和芯片-质谱接口.实现了双十字交叉芯片上样、整体柱亲和、酶反应、固相萃取(SPE)、PCR反应、膜分离、电泳分离、细胞培养、单细胞分析等单元操作,研制成微阀和微泵,实现了各种单元操作在芯片上的集成或规模集成。

摘要： 单细胞分析是分析化学前沿领域中热点,要求在十分复杂的基体中检测痕量生物活性分子.商品毛细管电泳仪一般不能开展这一研究,必须从自行设计及组装仪器着手,采用先进技术建立新仪器、新手段及新方法,才能开展这一领域的研究.本文在这一思想指导下,开展了一系列研究工作.

摘要： 针对单细胞活性氧分析研究的需要，研制了一种集荧光标记、细胞操控、电泳分离、高灵敏荧光检测于一体的微流控芯片单细胞活性氧自动分析系统。以单个肝癌细胞内过氧化氢（H2O2）为被测物，考察了该仪器系统的性能，结果令人满意。

摘要： 针对单细胞活性氧分析研究的需要，研制了一种集荧光标记、细胞操控、电泳分离、高灵敏荧光检测于一体的微流控芯片单细胞活性氧自动分析系统。以单个肝癌细胞内过氧化氢（H2O2）为被测物，考察了该仪器系统的性能，结果令人满意。

摘要： 针对单细胞活性氧分析研究的需要，研制了一种集荧光标记、细胞操控、电泳分离、高灵敏荧光检测于一体的微流控芯片单细胞活性氧自动分析系统。以单个肝癌细胞内过氧化氢（H2O2）为被测物，考察了该仪器系统的性能，结果令人满意。

摘要： 本发明公开了一种基于声流体镊的单细胞操纵系统及方法、单克隆细胞系的构建方法、单细胞液滴的生成方法。包括：样品缓存装置，用于不同类型样品的固定及存储；超高频体声波谐振器，与样品缓存装置通液态介质连接，作用于样品缓存装置中的目标细胞；多自由度运动装置，与超高频体声波谐振器机械连接，控制其移动；PLC控制器，通过控制多自由度移动装置来调节超高频体声波谐振器与细胞的空间位置，以及控制施加于超高频体声波谐振器的功率以及频率，以实现稳定的贴壁单细胞的剥离以及悬浮细胞的捕捉；以及控制多自由度移动装置实现细胞随超高频体声波谐振器的移动而移动；以及通过控制施加于超高频体声波谐振器的功率的开关，以控制被捕捉的单细胞的释放。

摘要： 一种同时分析样品中的RNA和DNA的方法，所述方法包括步骤(a)使所述样品与来自第一引物对的指向靶RNA区域的反向引物接触，以实现通过逆转录酶将RNA逆转录为cDNA；(b)随后使所述样品与(i)来自所述第一引物对的指向第二cDNA区的正向引物、(ii)来自第二引物对的靶向DNA区域的正向引物和反向引物和(ii)DNA聚合酶接触，以同时扩增所述靶cDNA和靶DNA区域；和(c)分析所扩增的靶cDNA区域和/或所扩增的靶DNA区域。还涵盖所述方法用于分析基因表达和突变的用途、试剂盒，所述试剂盒包含引物、酶、缓冲液。

摘要： 本发明公开了一种利用流式细胞仪检测单细胞RNA表达的单细胞基因表达分析方法，使锁式探针或者双连接探针进入悬浮的细胞中识别并杂交到其目标RNA上的靶序列，通过连接酶将探针连接成环后经过滚环扩增得到滚环扩增产物；未杂交连接的探针无法成环，因此没有扩增产物；滚环扩增产物与荧光标记的检测探针杂交，多余的检测探针通过离心洗涤除去；制备好的样品可以通过流式细胞仪进行荧光信号测定，根据测定荧光信号强度判定目标RNA在单细胞中的表达情况。本发明高度整合了核酸技术、滚环扩增技术和流式细胞术，实现对单细胞RNA表达在流式细胞仪上进行检测分析。

摘要： 用于从一组细胞分离出单个细胞并将该分离出的细胞转移到期望位置的设备，该设备包括：单细胞移液器尖端，该单细胞移液器尖端包括：具有远端部的结构；形成在该结构中的Y形微通道，该Y形微通道包括基础微通道、第一分支微通道和第二分支微通道，其中，基础微通道延伸到结构的远端部，第一分支微通道能够连接到第一压力通道，第二分支微通道能够连接到第二压力通道，并且单细胞捕集器布置在基础微通道中，在基础微通道与第一分支微通道和第二分支微通道的会聚处的远端。

摘要： 本发明属于细胞蛋白组分析技术领域，具体涉及一种基于单管处理的单细胞蛋白质组学分析样品制备方法，步骤为：采用DDM对测试管内壁进行预处理；向预处理后的测试管中加入待测定的单细胞；利用单一测试管(例如PCR管)对单细胞进行裂解和蛋白质变性、还原烷基化、酶解等处理，在所述的测试管中获得单细胞蛋白质组分析的多肽待测溶液。本发明还包含对所得到的待测样品直接进样，进行液相色谱串联质谱(LC‑MS/MS)分析的方法。本发明能够有效克服单细胞蛋白质丢失的问题，能够有效改善单细胞蛋白质组学分析的效果。此外，该方法简便，高效，不需要额外的仪器和其他试剂，可以在普通的蛋白质组学实验室容易得到实施，为单细胞蛋白质组学的发展提供了新的分析工具。

摘要： 本发明公开了一种基于声流体镊的单细胞操纵系统及方法、单克隆细胞系的构建方法、单细胞液滴的生成方法。包括：样品缓存装置，用于不同类型样品的固定及存储；超高频体声波谐振器，与样品缓存装置通液态介质连接，作用于样品缓存装置中的目标细胞；多自由度运动装置，与超高频体声波谐振器机械连接，控制其移动；PLC控制器，通过控制多自由度移动装置来调节超高频体声波谐振器与细胞的空间位置，以及控制施加于超高频体声波谐振器的功率以及频率，以实现稳定的贴壁单细胞的剥离以及悬浮细胞的捕捉；以及控制多自由度移动装置实现细胞随超高频体声波谐振器的移动而移动；以及通过控制施加于超高频体声波谐振器的功率的开关，以控制被捕捉的单细胞的释放。

摘要： 本发明提供了一种单细胞分离器及其在分离单细胞过程中的应用和单克隆细胞制备方法，涉及单细胞分离技术领域。所述单细胞分离器包括移液针头和吸液装置，所述移液针头与吸液装置紧密且无泄漏连通，所述移液针头包括距离针口0.5～1cm处呈75～90°弯曲的静脉注射针头。使用本发明提供的单细胞分离器可以快速的从细胞液中对单细胞进行分离提取，有效缓解了现有单细胞分离方法中有限稀释法操作繁复以及流式细胞仪方法对设备要求高的问题。

摘要： 本发明涉及一种单细胞分析用微流控芯片和系统及单细胞分析方法。所述单细胞分析用微流控芯片，包括由上到下依次封接的透明顶盖、微流体通道、带有微孔阵列的基板和带有腔体的底板；所述透明顶盖具有连通外界与微流体通道的流入孔和流出孔；所述基板的微孔阵列位于所述微流体通道下方并与所述微流体通道连通，所述微孔内设有电极，所述电极包括阴极和阳极，所述微孔仅能容纳单个细胞，所述微孔底部具有与所述底板的腔体相连通且横截面小于所述单个细胞大小的通道。本发明将单细胞捕获、鉴定及裂解过程集成在单块微流控芯片上，通过提供相应的操作方法，实现快速获取并精确分析单细胞内容物。

摘要： 本发明涉及一种单细胞分析用微流控芯片和系统及单细胞分析方法。所述单细胞分析用微流控芯片，包括由上到下依次封接的透明顶盖、微流体通道、带有微孔阵列的基板和带有腔体的底板；所述透明顶盖具有连通外界与微流体通道的流入孔和流出孔；所述基板的微孔阵列位于所述微流体通道下方并与所述微流体通道连通，所述微孔内设有电极，所述电极包括阴极和阳极，所述微孔仅能容纳单个细胞，所述微孔底部具有与所述底板的腔体相连通且横截面小于所述单个细胞大小的通道。本发明将单细胞捕获、鉴定及裂解过程集成在单块微流控芯片上，通过提供相应的操作方法，实现快速获取并精确分析单细胞内容物。

摘要： 本发明公开了一种流体捕获芯片、单细胞捕获转移系统与单细胞分析方法，所述流体捕获芯片包括水平设置且为平板形的流体捕获芯片本体，所述流体捕获芯片本体具有细胞悬液进样口，且所述流体捕获芯片本体的下端具有多个间隔分布的单细胞捕获结构，且多个所述单细胞捕获结构均与所述细胞悬液进样口连通，所述细胞悬液进样口用以加入含有多个单细胞的单细胞悬液，所述单细胞捕获结构用以捕获单细胞悬液中任意一个单细胞，其结构简单，如此可通过细胞悬液进样口加入单细胞细胞悬液，而单细胞悬液在流经单细胞捕获结构时由单细胞捕获结构捕获，而多个单细胞捕获结构捕获多个独立的单细胞，从而实现少量单细胞的高效捕获。