10X genomics Chromium液滴式文库构建站

10x Genomics Chromium 系统全面出击，提供基因组、转录组、免疫组、表观组解决方案。

10x Genomics Chromium系统基于GemCode技术，利用精确的微流控体系，通过油滴包裹的凝胶珠（GelBead In Emulsions，GEM），形成数千个微反应体系。

    图注：单个T细胞和编码凝胶微珠及反应试剂被油滴包裹封装形成的乳浊液滴，在Chromium系统内形成一个微反应体系。

    Chromium系统可在几分钟之内将样本封装到数百至数万个微反应体系，每个微反应体系中含有可唯一识别的编码DNA用于后续数据拆分及分析。

    每个凝胶珠（Gel Bead），注入数百万独特的寡核苷酸序列，与样品混合，样品可以是高分子量（HMW）DNA，单个细胞，使用特征编码技术（Feature Barcoding Technology）标记的细胞，用转座酶处理的细胞核，或细胞珠（Cell Beads）。接下来凝胶珠和样品被油-表面活性剂溶液包裹，形成GEMS，其作为单独的反应襄泡，随后凝胶珠溶解并且样品被编码DNA所标记（如图1）。然后将每个液滴中含有10x barcode信息的产物混合，构建标准测序文库。待测序后，根据10x barcode序列进行HMW DNA，单细胞，单细胞核数据拆分，并利用10x Genomics提供的可特异性解析10x barcode的分析软件进行数据分析及可视化展示。

特点优势

该系统每次运行提供8个通道，每个通道可以收集100-10000个细胞；

针对不同应用，每次细胞分装运行时间从4.5min-20min不等；

细胞捕获效率最高可达65%；

测序结果中 doublet比例为0.9%/1000个细胞；

提供至少300万种序列标签，确保每个细胞均可获得唯一的标记；

针对V（D）J分析，可检出单个细胞的配对的TCR/BCR双链V(D)J全长序列；

针对单细胞CNV分析，单细胞CNV事件检出分辨率为2Mb，细胞亚群CNV事件分辨率可达百Kb级别；

针对单细胞ATAC分析，线粒体污染率低于2%；提供试剂，设备及分析软件的完整解决方案；

*该系统可以提供基于Linked-Reads技术的长片段测序文库；

*提供大于100万个独立反应体系；

*提供大于400万种标签序列，确保每个液体体系均可以获得唯一的标记；

*提供包含试剂，设备及分析软件Supernova，Long Ranger和Loupe Genome Browser的完整解决方案。

ꁆ

ꁇ

Chromium 系统

10x Genomics Chromium 系统，基于GemCode技术，利用微流控体系，通过油滴包裹的凝胶珠（Gel Bead In Emulsions，GEM），形成数万个微反应体系。每个细胞的核酸被寡核苷酸条形码标记，实现单细胞的区分。10x Genomics Chromium系统，可以提供单细胞转录组，免疫组，表观组，蛋白组解决方案。通过单细胞测序，可以很好的帮助我们了解细胞异质性，发现稀有细胞及新细胞类型；寻找细胞亚型间的差异基因，助力寻找Biomarker；追踪免疫系统的细胞变化，鉴定可以特异性识别某种抗原的TCR/BCR序列；了解大规模CRISPR基因编辑细胞gRNA和细胞转录组之间的关系；在单细胞层面，解析每个细胞基因表达和ATAC的相关性，以及可以研究细胞内部基因表达及细胞表面蛋白表达的关系等。目前10x Genomics Chromium 系统广泛应用于肿瘤，免疫，发育生物学，神经科学，干细胞研究及药物研发等领域。

产品详情

功能/应用范围： 

应用方向： 基因组测序：可提供超长片段的全基因组信息，进行突变检出、单倍体分型和基因组结构鉴定。能够揭示遗传性疾病关键的变异，并发现与癌症相关的关键改变。 靶向测序：可提供长片段基因信息进行单倍体分型、结构变异检测和拷贝数测定。可得到短读长测序无法获得的基因组复杂区域和重复区域信息。 

单细胞测序：利用Chromium Single Cell 3, ，在细胞水平进行高通量数字化基因表达谱分析，可对复杂细胞群进行深入分析。追踪单个细胞的表达谱，避免单个细胞的生物学相关信号被大量细胞的平均化测定掩盖。 从头组装

主要附件： GemCode平台由仪器、试剂盒和信息学软件组成。

主要技术指标： 全新的Chromium™系统可以解决二代测序基因组组装 contig 过短、组装较碎,组装序列大片段连接错误、染色体挂载率较低等难题。 常规数据量即可轻松实现重复序列定位、复杂染色体结构变异检测。 比三代测序更便宜、更准确。 分辨率更高，该平台的分区由原来的10万个增加到100万个，条形码的数目由75万增加到400万，因而，每一个分区中的DNA分子数由50个变为5个，极大的提升了组装质量，这些改进将帮助测序更接近单分子水平；GemCode平台能够与现有的短读取测序仪互补，产生长片段信息(

技术特色： 熟练掌握一代测序的所有流程，包括微生物的培养，质粒提取，PCR反应实验，AB3730XL的操作和处理数据；对一些较大片段质粒（Cosmid，fosmid，BAC）进行建库测序；运用利用3730对STR（微卫星）进行分析，同时掌握454二代测序仪器操作。 熟悉了解Illumina 芯片的原理及流程。 现主要负责10*genomics的实验操作

GemCode是10X Genomics公司推出的一款大片段 DNA 建库分析平台。2015年成为十大生命科学领域创新产品评选排名第一的产品，博奥晶典是国内首家引进此平台的公司。近日，10X Genomics Gemcode平台全新升级，推出了最新的Chromium™系统。此次更新看点在于在该系统长片段建库和分析基础上的单细胞转录组测序、基因组测序以及外显子组测序。

Chromium™系统-单细胞转录组测序
能够发现单体型细胞的动态基因表达，可以对高通量的数字基因表达的复杂细胞群进行深入分析。通过表达谱追踪到单个细胞以避免单细胞的相关信号被体积平 均测量所掩盖。
Chromium™系统-基因组测序
能够在全基因组范围内提供长片段信息,包括突变、分型及基因组结构的变异。能够揭示在遗传性疾病变中的重要遗传信息,发现与癌症相关的关键性改变。
Chromium™系统-外显子组测序
提供长片段信息进行分型、结构变异检测、拷贝数检测，使研究人员获得短读长测序无法获得的复杂度区域和重复区域信息。
升级看点
全新的Chromium™系统可以解决二代测序基因组组装 contig 过短、组装较碎,组装序列大片段连接错误、染色体挂载率较低等难题。常规数据量即可轻松实现重复序列定位、复杂染色体结构变异检测，比三代测序更便宜、更准确。
Chromium™平台依旧采用了微流体和条形码技术，与原有的GemCode平台相同，但分辨率更高。该平台的分区由原来的10万个增加到100万个，条形码的数目由75万增加到400万，因而，每一个分区中的DNA分子数由50个变为5个，极大的提升了组装质量，这些改进将帮助测序更接近单分子水平。
单细胞RNA测序产品
客户将能够在每个channel中装载1,000~6,000个单细胞，同时运行8个channel，即一共可装载48,000个细胞。单细胞代替DNA被装载到平台中，从中提取RNA，对来自同一细胞的分子进行条形码标记，测序后得到的reads按细胞来源进行分组。该技术可以识别出细胞亚群，即使这些细胞只占整个群体的1%。单细胞RNA测序中发现了预期中的外周血单核细胞群的亚群（例如初始T细胞、CD4 T细胞、树突细胞、NK细胞、祖细胞等），都恢复到了预期组分比例。研究人员可利用单细胞RNA测序技术研究更加复杂的肿瘤样本，例如慢性淋巴细胞白血病样本，以研究疾病复发的标记物，或者对接受过骨髓移植的白血病患者进行研究，在单细胞水平研究免疫重建。

升级带来的重要意义？
单细胞测序其实就是对人体的单个细胞测序。某种器官整体发生病变并不是疾病导致的，单个细胞才是疾病的基本单位。然而，目前各种疾病检测和诊断并没有顾及各种细胞之间的差异性，现在的基因检测大多是基于组织或血液进行相关分析。实际上，这种检测过程得到是平均结果，没有很好的反应身体的实际情况，含量较少的变异基本都被“平均掉了”。
单细胞测序的使用价值就在于，把病变组织的所有细胞进行检测以全面掌握疾病的信息，预测疾病的发展动向。10X Genomics公司推出的Gemcode升级产品——Chromium系统，最重要的功能就是可以实现单细胞测序。
目前单细胞测序已经广泛用于微生物学、神经学、人体发育、免疫、癌症、辅助生殖等领域的研究。临床中已经开展了癌症与辅助生殖研究。在癌症诊治的临床应用中，利用单细胞测序分析癌组织遗传物质的变化可以更加准确的诊断癌症发生的原因，为治疗提供更加精准的靶点信息。同时，利用单细胞测序技术分析血液中罕见的CTC遗传信息的变化，可以有效监测肿瘤的变化。实际上，单细胞测序是对精准医疗的一次纵深，也是近期生物技术公司在该领域动作密集的主要原因。

参考文献：
1、Mostovoy Y,et al.A hybrid approach for de novo human genome sequence assembly and phasing.Nat Methods. 2016 May 9. doi: 10.1038/nmeth.3865.
2.生物谷：Illumina、Juno等技术巨头为啥同时下注单细胞测序？
3.测序中国：10X Genomics又一新平台即将发售