單細(xì)胞基因組測(cè)序是生命科學(xué)與生物技術(shù)的共性使能技術(shù)之一，但其推廣應(yīng)用卻面臨著諸多瓶頸。一方面，單個(gè)細(xì)胞的核酸含量極低，為滿足測(cè)序所需核酸量通常須大幅增加擴(kuò)增循環(huán)數(shù)，這將極度放大基因組DNA擴(kuò)增的偏好性，從而大幅度降低單細(xì)胞全基因組覆蓋率；同時(shí)，單細(xì)胞的分離獲取、裂解、擴(kuò)增等過(guò)程通常十分繁瑣，而且操作困難、易于污染。針對(duì)這些瓶頸問(wèn)題，青島能源所單細(xì)胞中心開(kāi)發(fā)了一種模塊式的可尋址動(dòng)態(tài)液滴陣列平臺(tái)（aDDA）。該平臺(tái)能快速分離獲取單細(xì)胞，并批量完成單細(xì)胞裂解、高覆蓋度核酸擴(kuò)增和產(chǎn)物回收，為單細(xì)胞全基因組測(cè)序樣品制備提供了一種創(chuàng)新的全集成技術(shù)，該研究于7月23日發(fā)表于Small。
模塊式可尋址動(dòng)態(tài)液滴陣列平臺(tái)
單細(xì)胞基因組測(cè)序樣品制備需要整合不同的功能單元，以完成一個(gè)復(fù)雜、多步的完整實(shí)驗(yàn)過(guò)程。支撐這一過(guò)程的液滴微流控技術(shù)，一方面在液滴操控上需要“靜”，以利于單細(xì)胞液滴的鑒別和追蹤，從而提高單細(xì)胞分離獲取的可信度；另一方面又需要“動(dòng)”，以便于可控地添加試劑，從而快速實(shí)現(xiàn)連續(xù)多步反應(yīng)。然而，現(xiàn)有的“連續(xù)流動(dòng)”和“靜態(tài)模式”的液滴微流控方法卻難以滿足上述“動(dòng)”、“靜”兼顧的要求。針對(duì)這一問(wèn)題，單細(xì)胞中心李春宇副研究員提出了一種動(dòng)態(tài)液滴操控新方法，可在“動(dòng)”與“靜”的完美結(jié)合中準(zhǔn)確地鑒別和追蹤包裹單細(xì)胞的液滴，同時(shí)精準(zhǔn)可控地向靜態(tài)液滴中添加試劑，以啟動(dòng)核酸擴(kuò)增反應(yīng)。依托這一關(guān)鍵技術(shù)，研究人員進(jìn)一步構(gòu)建了名為aDDA的模塊式集成化可尋址動(dòng)態(tài)液滴陣列，實(shí)現(xiàn)了單細(xì)胞基因組測(cè)序樣品制備的全流程集成。該陣列具有以下特點(diǎn)：
