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【空間多組學】分析無界，效率升維丨安捷倫研究方案智繪未來
前 言
幾乎所有復雜的生物學現(xiàn)象都發(fā)生在三維空間中,?？臻g組學技術(shù)能夠在細胞原生微環(huán)境中測量細胞的分子特征,進而解析細胞相互作用的原理及組織形成機制。(Cancer Cell,2024 Oct 14;42 (10):1653-1675) 近年,，空間多組學技術(shù)正逐步實現(xiàn)深度融合,，國內(nèi)外多項研究通過關(guān)聯(lián)分析空間轉(zhuǎn)錄組與空間代謝組數(shù)據(jù)，從“因”“果”兩個層面更為深入地闡釋了細胞組織工作的生物學原理 (Journal of Pharmaceutical Analysis 13 (2023) 851e861),。
安捷倫作為全球分析化學與生命科學研究領(lǐng)域的卓越方案供應(yīng)商,，我們致力于為客戶提供可靠、經(jīng)濟,、實用的儀器,、試劑、軟件和服務(wù),。本文梳理匯總了與空間轉(zhuǎn)錄組及空間代謝組緊密相關(guān)的安捷倫前沿產(chǎn)品和研究方案,，旨在為科研人員提供精準的實驗分析工具，助力提升研究效率,，推動空間組學研究的快速發(fā)展,。
Agilent 空間多組學研究方案
Part 1：Agilent 產(chǎn)品助力
空間轉(zhuǎn)錄組學研究
空間轉(zhuǎn)錄組學實驗分析方法，主要依靠鋪設(shè)在載片上的寡聚脫氧胸腺嘧啶核苷酸 (dT) 探針捕獲對應(yīng)組織切片區(qū)域細胞基質(zhì)內(nèi)的信使核糖核酸 (mRNA),。由于捕獲探針末端連接了能標識空間位置信息的特定核酸序列 (spatial barcode),，進而通過測序技術(shù)，可分析獲得組織切片各位點不同基因的 mRNA 表達水平,。
然而,，現(xiàn)有的空間轉(zhuǎn)錄組學實驗方法成本高、捕獲面積小,、與 H&E 染色不兼容等限制因素,，也制約了該技術(shù)進一步的廣泛運用,。(Nat Methods. 2024 Nov 19. doi: 10.1038/s41592-024-02501-5.)。Agilent 數(shù)款杰出產(chǎn)品可有效地幫助科研人員突破這些瓶頸,，大幅提升研究效率,。
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Agilent SurePrint G3
高密度定制長寡核苷酸芯片
基于安捷倫原位合成工藝制作的寡核苷酸芯片具有以下優(yōu)點：
◆ 面積大，密度高,。覆蓋面積最高可達 11.31cm2,，包含 974,016 個探針簇 (spot)
◆ 定制靈活，可按 x-y 坐標在不同物理位置打印不同序列的寡核苷酸
◆ 成本低
◆ 兼容蘇木精 - 伊紅 (H&E) 染色,，
◆ 適配主流顯微鏡及自動化成像平臺,。
目前，Agilent 提供四款不同規(guī)格的 SurePrint G3 定制化寡核苷酸芯片,。
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Agilent Dako CoverStainer
多功能染色封片機
Agilent 全自動組織染色平臺
Dako CoverStainer
為了能更好地在后期數(shù)據(jù)分析過程中甄別,、鑒定特定基因在組織不同區(qū)域的表達分布，需在組織切片透化前對其進行染色（如 H&E 染色）,，并通過顯微成像保留其形態(tài)學信息。Agilent Dako CoverStainer 系統(tǒng)在組織染色應(yīng)用中具有全自動化,、支持編程,、速度快、通量靈活,、適用樣本范圍廣等優(yōu)勢,。
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Agilent BioTek Cytation
多功能成像平臺
Agilent BioTek Cytation 5
針對實驗過程中涉及的透化條件摸索，以及測序數(shù)據(jù)與形態(tài)學信息的關(guān)聯(lián)分析,，實驗室需要建立熒光和彩色明場的快速自動成像及圖片處理能力,。Agilent Cytation 及 Lionheart 自動成像平臺，能完全滿足空間轉(zhuǎn)錄組學研究中的拍攝需求,。
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Agilent Fragment Analyzer
片段分析儀
Agilent 5200/5300/5400 片段分析儀系統(tǒng)
從芯片上回收的 cDNA 產(chǎn)物,、添加測序接頭后的 DNA 核酸文庫,，都需要檢測其片段分布范圍,。Agilent 基于自動化毛細管原理開發(fā)的 Fragment Analyzer 平臺,，結(jié)合專屬的 DNF-474 高靈敏度 NGS 片段分析試劑盒,，組成了空間轉(zhuǎn)錄組學相關(guān)核酸質(zhì)控的最佳方案,。
Part 2：Agilent 質(zhì)譜平臺助力
空間代謝組學研究
空間代謝組學是整合質(zhì)譜成像和代謝組學 (Metabolomics) 技術(shù)，對動/植物組織中代謝物的種類,、含量和空間分布進行精準測定的技術(shù),。安捷倫與維科托聯(lián)合開發(fā)的 PIDESI-QTOF 質(zhì)譜成像平臺即可開展空間代謝組學研究。
單光子后電離質(zhì)譜成像技術(shù)（PIDESI)
解吸電噴霧被認為是一種最小破壞性的電離方法,。單光子后電離質(zhì)譜成像技術(shù)（PIDESI) 在解吸電噴霧裝置后引入一套光電離系統(tǒng)和高效離子傳輸管道,，通過開、關(guān)紫外光電離源,，實現(xiàn)對多種極性和非極性組分的高靈敏度空間成像,，結(jié)合高分辨質(zhì)譜儀即可開展前沿性的空間代謝組研究。
6546 QTOF 高分辨質(zhì)譜
空間代謝組學研究通常使用高分辨質(zhì)譜儀進行數(shù)據(jù)采集,，樣本的數(shù)據(jù)采集通常持續(xù)數(shù)小時，6546 QTOF MS 優(yōu)異穩(wěn)定性可提供最佳的數(shù)據(jù)質(zhì)量,。采用 6546 QTOF MS 對酵母提取物連續(xù)進樣 18 小時,， 51 種代謝物平均絕對質(zhì)量誤差 ≤ 1ppm 。> 95% 同位素譜圖保真度能夠極大提升代謝物鑒定的準確度和可信度,。
6560 IM-QTOF 離子淌度質(zhì)譜
離子淌度質(zhì)譜根據(jù)分子的大小,、形狀和電荷來分離分子，分離時間在毫秒級,，能夠分離異構(gòu)體,、消除溶劑峰和源內(nèi)碎裂導致的峰的干擾,。上述優(yōu)勢使其特別適合用于開展空間代謝組學研究。6550IM-QTOF 采用低壓勻場漂移 (DTIMS) 技術(shù),，能夠在沒有標準品的情況下實現(xiàn)碰撞截面準確測量,。使用安捷倫高分辨率多重性分解 (HRdm 2.0) 軟件進行后處理，可實現(xiàn)高達 200 的淌度分辨率,。
ChemVista 數(shù)據(jù)庫管理軟件助力代謝物注釋
空間代謝組研究中,，代謝物鑒定通常采用一級質(zhì)譜數(shù)據(jù)和同位素譜圖進行，再結(jié)合 MS/MS 譜圖進行結(jié)構(gòu)確證,。Agilent ChemVista 是一款獨立的軟件應(yīng)用程序,，用于管理質(zhì)譜創(chuàng)建的譜庫。它將來自多個質(zhì)譜庫的化合物詳細信息,、保留時間和譜圖信息整合在一起,。這些功能使您能夠：
◆ 訪問多個公共數(shù)據(jù)庫和精心優(yōu)化的譜庫
◆ 整理、管理,、編輯或創(chuàng)建譜圖
◆ 預加載超過 250000 種化合物信息,，其中超過 20000 種化合物的譜圖信息
◆ 在 MassHunter 數(shù)據(jù)分析等應(yīng)用程序中輕松實施鑒定工作流程
◆ 更可靠地鑒定化合物
Part 3：轉(zhuǎn)錄組與代謝組數(shù)據(jù)的
聯(lián)合分析
GeneSpring GX-MPP 軟件
Agilent Mass Profiler Professional (MPP) 軟件是一個功能強大的統(tǒng)計分析平臺，可用于基于質(zhì)譜數(shù)據(jù)的差異分析,，以確定兩個或多個樣品組和變量之間的關(guān)系,；MPP 與 GeneSpring GX 集成后，可允許在一個項目中將 MS（代謝組學或蛋白質(zhì)組學）和微陣列數(shù)據(jù)（轉(zhuǎn)錄組學）之間的通路關(guān)聯(lián)起來,，從而實現(xiàn)真正的多組學數(shù)據(jù)的聯(lián)合分析。
