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时空显微镜Go Optical开放预定!超清、超快、超大扫描范围,时空组学理想拍档

时间:2024-07-03作者:华大智造阅读数:3838分享

7月3日,华大智造联合时空组学STOmics推出首款显微成像产品——时空显微镜Go Optical,即日起开放预定。该产品能够充分满足时空组学技术各个实验流程中的显微成像需求,可作为时空组学技术Stereo-seq的理想拍档。


时空组学技术(Stereo-seq),是具有“纳米级分辨率”和“厘米级全景视场”的原位捕获空间全转录组测序技术,作为空间转录组学(spatial transcriptomics, ST)技术的一种,可将细胞的转录组数据与其在生物组织中的空间位置相结合,实现全转录组空间表达图谱的构建, 促进对细胞间相互作用、肿瘤异质性的进一步理解,在癌症和胚胎发育研究中显示出巨大潜力。然而,时空组学技术高分辨率空间分析的实现,依赖于先进的光学成像技术和强大的数据处理能力1,2。


针对此痛点,时空显微镜Go Optical应运而生。时空显微镜Go Optical是一款集光学、机械、电子、计算机等多学科技术为一体的荧光正置显微镜,整合了落射明场、透射明场及落射荧光等多种观察方式,配备FITC、TRITC、DAPI和CY5等荧光通道。



图1. 时空显微镜


Go Optical性能一览Go Optical搭载专属扫片软件Scanner,操作界面简洁,可灵活配置相机,物镜,光源及滤光片,输出的图像及数据格式适配时空组学生信分析软件。



图2. Go Optical专属扫片软件Scanner


同时,还有专属看图软件Tiff Browser,专为处理生物和病理切片超大尺寸图像研制,满足对大尺寸切片图像的快速读取、标记和管理,具备画面缩放调整,及亮度对比度等调节功能。



图3. Go Optical专属看图软件Tiff Browser 


如何利用Go Optical

开展时空组学研究?


时空显微镜Go Optical可用于组织最佳透化时间的摸索(图4),并可通过高清成像结合Stereo-seq技术的先进算法,实现基因表达图谱与组织染色图像的精确配准(图4-6),为进行高分辨率的空间组学分析提供强有力的支撑。


在时空转录组实验流程中,组织切片被贴附于时空捕获芯片后,进行细胞核染色或苏木精—伊红染色( hematoxylin-eosin staining,简称H&E染色),随后利用Go Optical对染色后的组织切片以及芯片上的网格线(Track线)同时进行显微成像,并完成图像拼接;接下来,切片中的RNA被时空芯片中的探针原位捕获,并通过建库、测序和分析,利用空间条形码(Coordinate ID, CID)将这些RNA分子准确还原回其原始的空间位置形成详尽的基因表达图谱;最后,通过识别的Track线将基因表达图谱与组织染色图像进行精确配准(图6)。


图4. 新鲜冰冻(Fresh Frozen, FF)样本的时空转录组实验流程



图5. 福尔马林固定的石蜡包埋(Formalin-Fixed Paraffin Embedded,FFPE)样本的时空转录组实验流程



图6.基因表达图谱与组织染色图像配准原理


Go Optical有哪些“独门绝技”?


01

1200万像素超清成像,清晰捕捉每一细节

Go Optical兼备落射与透射明场成像能力,最高可实现1200万像素高分辨率成像,精准识别Track线和组织细节,可实现组织乃至单细胞分割,更能契合Stereo-seq技术的高分辨率空间数据。



图7. 利用时空显微镜10×物镜下拍摄的核染色图及H&E染色图,经Track线识别配准后可根据图像中的组织轮廓进行数据的组织分割。*H&E染色图,来自哈尔滨医科大学附属肿瘤医院-许守平课题组提供的FFPE样本。



图8. 利用时空显微镜10×物镜下拍摄的高清核染色图经过CellBin算法分析可对图像及数据进行单细胞分割。


02

70cm2超大扫描范围,广阔视野


Go Optical行程范围大,拥有100 mm×70 mm的超大扫描范围,这一特性使其能够轻松应对大尺寸芯片的扫描任务(图9),实现精细拍摄。



图9. 不同尺寸的时空芯片


03

70秒极速成像,效率卓越


针对时空捕获芯片的不透光特性,Go Optical特别设计了自动检焦功能。该功能利用检焦模块捕捉光反射信号,智能判断焦距,仅需一次人工对焦,即可自动完成智能调焦与全片扫描,将拍照流程化繁为简。在10×物镜下,对1cm×1cm常见规格芯片进行扫描拍照,全程仅需70秒,拍照时长短,可有效保证样本RNA的完整性。


时空组学照亮浩瀚生命,工具创新助力新质未来。日前,华大智造正式成为时空组学的全球经销商。华大智造与时空组学STOmics联合推出的Go Optical时空显微镜,可完美适配当前双方携手提供的建库、测序和生物信息学分析产品,为用户形成一站式的时空组学工具包。秉持着“创新智造引领生命科技”的理念,华大智造将持续开发通用且功能强大的工具,携手生态合作伙伴,共同助力广大科研工作者进行更广、更深层次的组学探索,在生长发育、生命演化、器官结构、疾病机制等研究领域取得创新突破,加速生命科学行业发展。




参考文献:1. Pour M, Yanai I. New adventures in spatial transcriptomics[J]. Developmental Cell, 2022, 57(10): 1209-1210.2.Zhang L, Chen D, Song D, et al. Clinical and translational values of spatial transcriptomics[J]. Signal Transduction and Targeted Therapy, 2022, 7(1): 111.

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