[发明专利]高通量单细胞转录组与基因突变整合分析一体化装置

权利要求书

1.一种高通量单细胞转录组与基因突变整合分析一体化装置，其特征在于，包括高通量单细胞编码芯片和整合分析装置；

所述高通量单细胞编码芯片具有用于捕获单细胞的微孔，每个所述微孔具有唯一的空间坐标编码，且所述微孔内修饰有若干条用于捕获目标RNA的核酸序列，所述核酸序列包括用于标示RNA源自的细胞的细胞标签和用于标示结合的RNA的分子标签，每个微孔的细胞标签与空间坐标编码一一对应；

所述整合分析装置包括壳体以及设置在所述壳体内的温控热循环模块、荧光成像模块和数据存储分析模块，所述荧光成像模块包括光源组件、显微物镜、荧光分光组件和成像探测器；

所述温控热循环组件上设置有用于安置所述高通量单细胞编码芯片的载物热台，所述温控热循环组件用于提供PCR扩增反应所需的温度环境；

所述光源组件发出的激发光经所述荧光分光组件后，再经过所述显微物镜后到达所述温控热循环组件上的所述高通量单细胞编码芯片，其中的样品被激发产生的荧光原路返回经过所述显微物镜和荧光分光模块后，再进入所述成像探测器，进行荧光成像；

所述数据存储分析模块用于存储所述成像探测器采集的荧光图像信息，并进行单细胞转录组与基因突变整合分析；

所述核酸序列还包括Spacer序列、作为PCR扩增时的引物结合区域的通用引物序列以及Ploy T；

单个所述微孔内的所有细胞标签具有相同的序列，不同所述微孔内的细胞标签的序列均不相同，从而通过所述细胞标签标识RNA源自的细胞；

单个所述微孔内的所有分子标签具有不同的序列，从而通过所述分子标签标识单个细胞中的RNA；

该高通量单细胞转录组与基因突变整合分析一体化装置的分析步骤包括：

1)将样品加入所述高通量单细胞编码芯片中，通过其上的微孔捕获单细胞，将所述高通量单细胞编码芯片置于所述载物热台上，通过所述荧光成像模块对所述高通量单细胞编码芯片进行荧光成像，利用所述数据存储分析模块进行各个微孔位置的单细胞表面蛋白分型分析；

2)对所述高通量单细胞编码芯片的微孔中的单细胞进行原位裂解扩增，逆转录合成携带细胞标签、分子标签的cDNA，游离cDNA收集后用于单细胞转录组分析，固定在微孔内的cDNA序列用于基因突变分析；

3)启动所述温控热循环组件，针对固定在所述高通量单细胞编码芯片的微孔内的cDNA进行PCR扩增，并对目的基因的野生型和突变型进行双色荧光标记，通过所述荧光成像模块采集双色荧光图像，然后通过所述数据存储分析模块对双色荧光图像进行分析，计算各微孔位置的野生型与突变型的比例，得到单细胞的基因突变表达信息；

4)通过所述数据存储分析模块将相同位置的单细胞表面蛋白分型信息与扩增后的单细胞基因突变表达信息结合，建立单细胞表面蛋白分型与突变整合分析的数据库；

所述光源组件包括第一LED光源、第二LED光源、第三LED光源、第一二向色镜、第二二向色镜和扩束透镜组，

所述第一LED光源发出的光依次透射所述第一二向色镜、第二二向色镜后到达所述扩束透镜组；

所述第二LED光源发出的光经第一二向色镜反射、第二二向色镜透射后到达所述扩束透镜组；

所述第三LED光源发出的光经第二二向色镜反射后到达所述扩束透镜组；

所述第一LED光源、第二LED光源、第三LED光源发出三种不同波长的光，且三种光的波长范围覆盖400nm-700nm；

所述荧光分光组件包括支架、可转动设置在所述支架上的旋转台、用于驱动所述旋转台转动的电机以及均匀间隔设置在所述旋转台上的若干个荧光分光模块，

所述荧光分光模块包括激发光滤光片、样品光滤光片和第四二向色镜；

所述旋转台用于将若干个所述荧光分光模块中的一个切换进入光路，所述扩束透镜组出射的激发光经过所述激发光滤光片后被所述第四二向色镜反射，然后经过所述显微物镜到达安置在所述载物热台上的高通量单细胞编码芯片上；所述高通量单细胞编码芯片中的样品产生的荧光经过所述显微物镜后透射所述第四二向色镜，再经过所述样品光滤光片后到达所述成像探测器，所述成像探测器采集的荧光图像信息传输至所述数据存储分析模块。

2.根据权利要求1所述的高通量单细胞转录组与基因突变整合分析一体化装置，其特征在于，所述壳体上设置有放样窗口，所述放样窗口上设置有滑盖。