单细胞测序技术，简单来说，就是在单个细胞水平上，对基因组、转录组及表观基因组水平进行测序分析的技术。传统的测序，是在多细胞基础上进行的，实际上得到的是一堆细胞中信号的均值，丢失了细胞异质性（细胞之间的差异）的信息。而单细胞测序技术是在单细胞水平对转录组进行测序的一项新技术，可以研究单个细胞内的基因表达情况，同时解决用组织样本测序无法解决的细胞异质性难题，让解析单个细胞的行为、机制及其与机体的关系成为现实。

自2009年以来，单细胞RNA测序一直是推动生物医学研究进步的重要动力。尤其是近10年，单细胞测序出现了爆发式的发展和普及。2013年，《Science》杂志将单细胞测序列为年度最值得关注的六大领域榜首，《Nature Methods》杂志将单细胞测序的应用列为2013年年度最重要的方法学进展。2017年10月16日，与 “人类基因组计划” 相媲美的 “人类细胞图谱计划” 首批拟资助的38个项目正式公布，引爆单细胞测序新时代。

随着低成本、高通量的液滴单细胞RNA测序平台的推出，科研工作者在单细胞研究中有了更多选择，但现有的平台性能如何？科研工作者又该如何选择？接下来小编将为你一一揭秘单细胞测序各大平台的现状及特点，还不赶快收藏起来！

各大单细胞测序平台：

（1）10x Genomics—Chromium平台

10 X Genomics单细胞转录组测序平台利用微流控、油滴包裹和Barcode标记等技术来实现高通量的细胞捕获技术，能够一次性分离、并标记500–10000个单细胞，从而获得每个细胞的3’端的转录组信息。具有细胞通量高、建库成本低、捕获周期短等优势。该技术主要用于细胞分型和标记因子的鉴定，从而实现对细胞群体的划分与细胞群体间基因表达差异的检测，此外该技术还可以预测细胞分化与研究发育轨迹，在当下疾病、免疫、肿瘤领域以及组织、器官、发育研究中发挥越来越重要的作用。

优势：

• 超高细胞通量：微流体“双十字”交叉系统为8通道系统，每个通道最高可捕获10000细胞，8通道一次可检测细胞范围为500-80000个细胞；

• 细胞捕获效率高：单个细胞捕获效率高达65%，可准确鉴别稀有细胞类型，利于稀有样本或小细胞量类型样本研究；

• 多态率低：多态率（同一个GEM包含2个及2个以上细胞）低于0.9%/1000细胞。

（2）C1单细胞自动制备系统

“C1单细胞自动制备系统”是世界上第一个商业化的用于基因组学研究的自动化单细胞样本制备系统。通过采用创新的微流控专利技术，能够快速可靠地分离、处理、并对单细胞进行基因组分析。利用微流控芯片(IFC)，可快速捕获并实现96或800个单细胞的核酸样本制备。一步法完成从捕获、裂解到逆转录和预扩增的过程，减少了因多平台操作造成的实验误差。自2012年诞生以来，迄今为止C1已帮助科学家完成数百项科学研究，为分析细胞分化和异质性，研究单细胞对特定刺激的反应，检测重大疾病相关的生物标志物和药物筛选等领域的研究开启了新的大门。

优势：

• 一体化：完整的自动化流程一步操作实现从细胞捕获、制备到核酸样本的获取，极大程度去除污染风险和人工操作误差；

• 准确：视觉验证捕获单细胞的准确性，自动化系统降低人为误差，提高数据稳定性、平行性；

• 灵活：可扩展到全转录组及各种发现，如DNA-seq、ATAC-seq；

• 简便：以优化的流水线工作流程和直观的界面简化细胞分离和制备过程；

• 快速：10小时内完成从细胞上样到样本收集全过程。

（3）BD Rhapsody平台

BD Rhapsody利用微孔进行单细胞分离，属于Micriwell-seq，其利用铺满20万个直径50 μm微孔的微孔板和携带细胞标签的直径为35 μm磁性beads捕获细胞。将制备好的单细胞悬液铺至微孔板上，细胞靠自身重力沉降至微孔底部，沉降速度慢的死细胞和杂质在这一步会被冲洗掉；控制细胞数目，减少两个细胞落入一个微孔的现象（形成doublets）；接着将beads铺至微孔板，同样沉降至微孔板底部；冲洗掉多余的beads并加入细胞裂解液，细胞释放出的mRNA可以被polydT的beads在微孔中捕获。利用磁铁回收beads到单管中进行后续逆转录、建库等操作。

优势:

• 靶向基因检测，避免管家基因占用大量测序数据，节省测序和分析成本；

• 靶向定制通道，选定特定基因组合，提高UMI计数效率，罕见转录本检测阈值更低；

• 引入单细胞测序金标准，BD分子标签，降低非特异性表达；

• 完整cDNA可在磁珠微球结构保存长达16周，随用随取；

• 单次实验AbSeq kit通过独特的抗体标记方法，既可以提高样品通量（最多12个样本同时建库，可等分，可随机组合），又可同时进行单细胞蛋白和转录组联合检测，降低成本的同时，也为单细胞多组学研究提供了更高效的平台；

• 可分辨更精细、微观的细胞群和细胞亚种群；

•   捕获效率高达97%，远高于市场上目前所有大通量单细胞转录组测序技术。

（4）墨卓生物—MobiNova-100

墨卓MobiNova-100单细胞测序建库系统，采用分子标签（barcode）的单细胞识别，利用独家专利的标签和油包水技术，通过优化微流控芯片的设计和仪器控制，在液滴生成时稳定实现细胞分离和微球、试剂、细胞的共包裹达到较高的细胞捕获率。

优势：

• 一体化：完整的自动化流程，一步操作实现从单细胞捕获、制备到核酸样本的获取；

• 适用范围广：精确分析单细胞间的基因表达谱差异，并可扩展到全转录组及多组学研究；

•数据质量高 ：全自动系统，大大降低了实验误差，保证了数据的准确性。

（5）华大智造—DNBelab C4

DNBelab C4是华大智造推出的基于负压的微流控单细胞技术，采用自主设计的捕获磁珠，平均单个磁珠表面修饰有107条捕获序列，能够高效捕获目的分子；同时引入了自主研发的多磁珠识别技术，可有效提高细胞捕获效率以及获取细胞完整信息。

优势：

•低双胞率＜8%-稳定的基因检测能力；

•高效捕获稀有细胞，捕获效率：30%-60%；

•低扩增错误累积、低重复序列率、低标签跳跃；

•成本低，适合大样本、超多细胞数据量。

（6）万乘基因-10K genomics

万乘基因专注于高通量单细胞测序整体解决方案开发，采用更具操作便利性、设备功能性和试剂拓展性的液滴微流控技术，推出的10K Genomics则对标10X Genomics。在设计理念上，10K Genomics兼顾高通量、高捕获率和应用灵活性，采用相比进口单细胞测序平台更具市场竞争力的定价策略，并且紧跟前沿的技术需求，持续迭代配套的高通量单细胞多组学试剂。该测序仪可放置4块独立运行的单通道芯片，用户可以根据样本数量，选择适当的芯片数目。每张芯片可一次性完成100到20000个细胞的单细胞文库构建，细胞捕获率高达50-60%。核心部件实现全国产化，用户可以根据样本数量选择芯片数目，兼顾高通量、高捕获率和应用灵活性，相比进口设备更贴合临床和工业使用需求。

优势：

•高通量：可同时检测4个样本，每个样本分别可测20000个细胞，且每个样本独立运行；

•高捕获率：一次性可获得100-20000个有效细胞，捕获率在50%以上；多种应用途径：同时进行转录组、基因组、ATAC、甲基化、ChlP、蛋白组、免疫组的高通量单细胞测序。

（7）新格元-Singleron Matrix®自动化单细胞测序文库构建系统

Singleron Matrix®是创新型的自动化单细胞处理系统，该仪器可与GEXSCOPE单细胞测序试剂盒配套使用，并自动完成细胞分离、细胞裂解、核酸捕获等实验步骤。该仪器极大简化了单细胞测序文库构建的操作过程，减少了人工环节以增加结果的稳定性及重复性。配套不同版本的GEXSCOPE单细胞测序试剂盒，Singleron Matrix可用于快速完成单细胞转录组，单细胞免疫组，单细胞动态转录组，单细胞肺癌靶向，单细胞EB病毒靶向，多样本混样等测序文库的构建。

优势：

•全自动化流程，有效降低人力成本；

•稳定性高，重复实验相关性高达99.8%；

•全程控温控压，有效降低系统偏差。

（8）Illumina® Bio-Rad® Single-Cell Sequencing Solution

Illumina公司的ddSEQ System是单细胞分析的新一代测序(NGS)工作流程，可一次性检测8个样本，每个样本可以得到500~10000个细胞，研究单细胞在组织功能、病情进展和治疗反应方面的协同作用。借助Bio-Rad的Droplet Digital™液滴分离技术，该平台可对单个细胞进行隔离和编制条形码，完成单细胞的捕获、扩增、表达谱建库，然后在Illumina NextSeq500仪器进行下游测序，从而获得单个细胞表达谱数据。

该系统还可以使用BaseSpace® Informatics Suite，在Illumina的云端基因组学计算环境中进行初级和中级数据分析，并使用流式细胞分析技术的领先公司FlowJo, LLC所开发的SeqGeq™进行高级数据分析和可视化处理。

优势：

操作简单、一次性可检测8个样本，捕获500~10000个单细胞，成本较低。

（9）寻因生物—SeekOne ®平台

SeekOne ®是寻因生物自主研发拥有知识产权的高通量单细胞建库平台，包含单细胞标记两大主流技术：油包水法SeekOne®DD和微孔芯片法SeekOne®MM。

SeekOne®DD是国内首个商业化的油包水单细胞平台，其优势是3分钟生成15万微液滴，避免RNA的降解，高效完成单细胞的分离标记，搭配寻因生物相对应的试剂盒可以完成不同的科研需求；SeekOne®MM系统最大的优势是无需配备大型仪器，高度便携化的设计可满足更多实验需求。

（10）百迈客（百创）-DG1000

百创DG1000测序技术，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，可以在2mins内完成油包水的过程，快速实现1~8个样本的灵活上机，完成单细胞测序文库构建，可应用于细胞图谱构建、肿瘤异质性、神经科学、免疫感染、胁迫应激、生物进化等方向。

优势：

•灵活通量：独立2×4芯片；

•捕获细胞数：500-10000个；

•捕获效率：65%，双胞率0.7%；

•高细胞直径通道：高达60μm。

（11）M20—M20 Genomics

M20 Genomics基于微流控技术，完全自主设计的单细胞平台突破了单细胞测序技术对冻存或FFPE固定组织无法进行有效检测的瓶颈，实现了高通量单细胞 RNA的全长覆盖读取；同时，M20 Genomics是国内首款针对细菌的高通量单细胞RNA测序平台，其检测过大肠杆菌、鲍曼不动杆菌、肺炎克雷伯菌等多种类型的细菌，大部分样本的单个细菌中可以检测到上千个基因，助力细菌新的耐药和持留机制的研究发现。

优势：

•全长转录组测序。

•全样本类型。不仅可用于新鲜组织、冻存组织，还可以解决FFPE样本难以进行单细胞转录组测序的难题。

•高灵敏度。M20 Seq大幅度提高了单细胞测序的基因检出数。

•跨平台兼容性。在液滴与微孔技术平台均能获得优异的检测效果。

•全物种。无论是细菌等原核生物细胞，还是人类、动物、植物等真核生物细胞，都可以通过M20 Seq进行测序。

•超高通量。细胞捕获数大幅提高，最高可达到百万级，是现有单细胞测序技术通量的百倍以上。

（12）达普生物—Galaxy星海单细胞测序建库仪

Galaxy星海单细胞测序建库仪基于专利的微流控油包水单细胞包裹技术与微球编码配套技术，可快速实现1-4 样本的单细胞测序文库构建，其中转录组测序解决方案包括Galaxy系统及配套转录组全套建库试剂盒（试剂、芯片、磁力架等）、生信分析软件StarScope。从仪器到配套试剂耗材，实现全面国产化。

优势：

•性能优 ：可一次性完成数百至数万个细胞的分离，基因检测灵敏度高。

•上样活 ：1-4 通道，可灵活选择样本数及细胞数量，方便快捷。

•兼容好 ：文库兼容目前不同的主流测序平台。

•分析全 ：自主开发的 StarScope 生信分析软件，可完成从原始数据到分析报告的生信分析。

•流程活 ：可接驳下游流程 ，如单液滴分选。

•多应用 ：3'mRNA kit，TCR/BCR kit，ATAC，CUT-TAG 等 kit。

（13）德运康瑞—Digital-Seq

德运康瑞推出全球首个基于数字微流控技术的Digital-Seq单细胞组学平台，针对少量细胞样本实现便捷、灵活、高效的细胞捕获、分选和全长转录组文库构建，进行高灵敏和高精准的单细胞基因表达分析。

优势：

无人值守自动化、高效核酸扩增和基因检出、高质量成像与AI智能细胞识别、全封闭体系杜绝外源污染。

单细胞测序的未来

目前，全球潜在科研市场体量已经达到130亿美元以上，单细胞测序技术的市场更以年均20%以上的速度逐年增长。单细胞分析技术在临床和药物开发方面的应用前景更为广阔。随着测序技术的发展和测序水平的提高，单细胞测序技术能够解析细胞间更加细微的差异，正在推动癌症及肿瘤研究、发育生物学、微生物学研究、免疫、以及神经科学领域向前发展，并逐渐成为生命科学研究的焦点。

总结：

稳定高效的仪器性能、高产出的高分文章以及性价比合理的实验设计始终是测序平台受到青睐的法宝，也是科研工作者最需要考虑的因素，不过始终需要根据自身的需求选择一种最能满足试验需求的平台。

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