作者:冯维维 来源:中国科学报 发布时间:2022/6/6 16:19:54
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国产单细胞测序平台进入高通量时代

 

 图片来自百迈克生物

近日,国内生命科学领域公司百迈客生物发布了自主开发设计的单细胞微液滴系统-百创DG1000。该平台旨在打破单细胞试剂耗材及仪器长期以来的国外技术垄断,降低单细胞应用的成本,让中国的单细胞技术能够惠及更多的科研群体。

自2009年第一篇单细胞mRNA测序论文(mRNA-Seq whole-transcriptome analysis of a single cell)发表以来,全球单细胞测序市场迅猛发展。据中研普华研究院2022年市场调研报告,全球单细胞技术市场预计到2026年将达到七十多亿美元,并将以高个位数的年复合增长率增长。

近年来,各大企业都在试图通过实现各个角度的创新来加快单细胞测序的市场化进程。当前主流商业化单细胞测序技术(包括仪器、耗材等)仍处于国外企业掌控的局面,包括10x Genomics、伯乐、富鲁达、Illumina和凯杰、BD、安捷伦等,价格居高不下。2021年相关调查显示,在全球前100名研究机构中,96家采用了10x的产品,而在前20名制药公司中,19家已成为其客户,几乎垄断了整个单细胞测序市场。

会上,百迈客生物总裁郑洪坤介绍,百创DG1000利用微流控、油滴包裹和Barcode标记等技术来实现高通量的细胞捕获,可在极短的时间内完成油包水的过程,形成乳浊液,为进行后续实验节省时间,仪器本身更加小巧,轻便。同时所用到的单细胞芯片为百创智造研发的国内首款2*4芯片,可快速实现1~8个样本的单细胞测序文库构建。

百创DG1000技术,可在单细胞水平揭示全基因组范围内基因的表达与功能异质性、精准区分细胞类型等。百创DG1000的上市,标志着打破了长期以来的国外对单细胞测序试剂及仪器的技术垄断,并降低单细胞应用的成本,让单细胞技术能够惠及更多的科研群体。

中国科学院水生生物研究所研究员何舜平表示,单细胞测序是基因测序的革命性技术,以往该技术是科研工作者高不可攀的,其由于建库成本较高也是该技术不能走进普通实验室的最大障碍,百迈客生物发布的百创DG1000解决了单细胞测序中建库困难的问题,大大降低了基因测序成本,打破了单细胞测序技术被国外垄断的局面,将大大直接提升国内科研成果的产出。

“单细胞技术是目前生命科学领域最前沿的技术之一,在国际、国内都有相当大的应用市场,百迈客发布的单细胞微液滴系统具有明显的后发优势。”中国海洋大学特聘教授王玮说,它解决了单细胞研究中的几个痛点,例如单细胞测序对样品处理时间要求较高,传统的平台大概需要12分左右,而今天看到百迈客研发的系统只需要110秒;其次传统平台对细胞尺寸类型大小不一无法很好的兼容,而新产品则很好的解决了以上问题,对得出的数据质量会有一个更好的保证。

“植物是有细胞壁的,细胞壁主要是纤维素和果胶,很难降解消化。当我们好不容易完成消化降解之后,发现细胞的大小不一,有的细胞类型直径非常大。”北京大学现代农业研究院研究员李博生表示,百创DG1000单细胞平台的发布对包括植物农业在内的研究领域会有一个极大的促进。百创DG1000单细胞仪器的细胞尺寸兼容性能达到60um,弥补了植物单细胞测序的最后一步,可以测到的种类更多。该平台在样品选择性方面,可以做到1-8个样品灵活上样,在降低成本的同时,有助所短时间,提高质量。

西安交通大学基础医学院特聘研究员肖正涛表示,无论是基础医学,还是临床医学,都非常关注单细胞领域的两个重点问题,一是准确度,二是成本。百创DG1000正是解决了这两个非常关键的问题。

“保证准确度需要尽量保持样本的新鲜程度。目前行业内的标准是样本取样到测试的时间尽量不要超过48小时,否则细胞的活性变差,细胞暴露在空气当中,受到外界的刺激也会对基因表达产生影响。”肖正涛说,DG1000的运行速度快,且轻巧便捷,可以带到实验室进行取样,并在第一时间进行检测,减少细胞在环境中的暴露时间。其次,一小块组织,里面包含上万个细胞,每个细胞又包含上万个细胞基因。要检测上万个细胞里的上万个基因,数据量非常庞大,成本很高。单细胞技术的国产化解决了我们比较关心的成本问题。

会上,多位专家表示,长期以来,单细胞技术被国外所垄断,定价权掌握在国外公司手中,对我国基础和临床医学研究形成制约。现在该技术的国产化使得成本降低,有助在基础医学和临床医学领域实现大规模应用,快速推进我国科研和临床的发展。

 
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