单细胞mRNA测序（Single-cell RNA sequencing，scRNA-seq）是一种革命性的基因表达分析技术，能够在单个细胞水平上解析mRNA分子的表达谱，揭示细胞之间的异质性及其在不同生物学状态下的动态变化。这项技术为生物医学研究提供了全新的视角，帮助科学家深入理解细胞功能、发育过程、疾病机制以及细胞间的相互作用，广泛应用于肿瘤研究、免疫学、神经科学和干细胞研究等领域。肿瘤组织由多种细胞类型组成，包括肿瘤细胞、免疫细胞、基质细胞等；单细胞mRNA测序能够解析肿瘤微环境中的细胞异质性，揭示肿瘤细胞的耐药机制和免疫逃逸策略，为肿瘤治疗提供新靶点。在免疫系统中，它被用于分析不同免疫细胞的基因表达谱，揭示免疫细胞在感染、炎症、肿瘤免疫中的动态变化。单细胞mRNA测序帮助科学家追踪胚胎发育过程中细胞的分化轨迹，揭示细胞命运决定的分子机制。大脑由数千种不同类型的神经元和胶质细胞构成，单细胞mRNA测序可以解析神经元的异质性，揭示神经系统疾病（如阿尔茨海默病、帕金森病）的分子机制。在干细胞分化和再生医学领域，这项分析技术被广泛应用于解析干细胞的分化路径及调控机制。

一、单细胞mRNA测序的原理与流程

单细胞mRNA测序的核心原理是将单个细胞分离出来，对细胞内的mRNA分子进行逆转录、扩增和高通量测序，最终通过生物信息学工具解析基因表达谱。其主要流程包括以下几个关键步骤：

1、单细胞分离

单细胞的获取是单细胞mRNA测序的第一步，常用方法包括荧光激活细胞分选技术（FACS）、微流控芯片技术、磁珠分选技术等。这些方法能够高效分离单个细胞，保证细胞完整性和活性。

2、mRNA提取与逆转录

从单个细胞中提取mRNA并将其逆转录为cDNA，这是单细胞mRNA测序的核心步骤。由于单个细胞中的mRNA含量极低，这一过程需要高效的逆转录酶和优化的反应体系以保证mRNA转录的完整性和覆盖率。

3、cDNA扩增

单细胞中的mRNA含量极少，需要通过PCR或线性扩增方法对cDNA进行扩增以确保后续测序的信号强度和数据可靠性。

4、文库构建

将扩增得到的cDNA片段进行文库构建，加入特定的接头序列和条形码（Barcode），以标记每个单细胞的来源信息，确保后续数据分析中能够准确识别单个细胞的基因表达谱。

5、高通量测序

利用高通量测序平台（如Illumina测序平台）对文库进行深度测序，获得单细胞mRNA的序列信息和表达水平。

6、数据分析

通过生物信息学工具对测序数据进行质量控制、比对、标准化处理，最终得到每个单细胞的基因表达矩阵，并进行聚类分析、细胞类型鉴定、基因表达差异分析等。

二、单细胞mRNA测序的优势

单细胞mRNA测序相较于传统的RNA测序技术（Bulk RNA-seq），具有显著的优势：

1、揭示细胞异质性

在传统的RNA测序中，样本通常由成千上万个细胞组成，导致细胞间的差异被掩盖；而单细胞mRNA测序能够识别每个细胞的基因表达特征，揭示细胞之间的异质性。

2、细胞亚群鉴定

通过聚类分析，单细胞mRNA测序能够识别细胞群体中的不同亚群，揭示新的细胞类型或功能状态。

3、动态变化追踪

单细胞mRNA测序可以在不同时间点对细胞进行测序，解析细胞在分化、发育、疾病进展等过程中的动态基因表达变化。

4、稀有细胞检测

在肿瘤微环境或免疫系统中，某些稀有细胞具有生物学功能。单细胞mRNA测序能够高效捕获这些稀有细胞，揭示其在生物学过程中的作用。

三、单细胞mRNA测序的挑战

1、样品获取和处理

单细胞分离和mRNA提取对样品质量要求极高，容易在实验操作中引入误差。

2、数据量庞大

单细胞mRNA测序产生的数据量极大，需要高效的生物信息学工具进行分析和解读。

3、细胞损伤和偏差

在分离和扩增过程中，细胞可能受到损伤，导致数据偏差。

百泰派克生物科技依托先进的单细胞测序平台和经验丰富的技术团队，提供高质量的单细胞测序服务。我们的服务涵盖单细胞分离、文库构建、深度测序及数据分析，能够为科研人员提供全面、精准的单细胞基因表达数据支持。

百泰派克生物科技特色项目

一、蛋白测序

百泰派克生物科技使用Thermo公司新推出的Obitrap Fusion Lumos质谱仪及岛津公司埃德曼降解测序系统对蛋白质序列进行分析，提供基于质谱的蛋白测序分析服务，包括对蛋白质的氨基酸组成分析，N端测序，C端测序和全序列分析，以及基于埃德曼降解的蛋白质N端序列分析服务。对于未知理论序列的蛋白质，提供基于从头测序法的蛋白质从头测序服务，对蛋白序列进行分析。

※服务优势：

1.采用目前世界上先进的质谱仪器 Obitrap Fusion Lumos;

2.可实现对所测定靶蛋白序列 100% 的覆盖;

3.可测定蛋白N端多达 70个氨基酸序列;

4.可测定多种形式的样品: 蛋白溶液、PVDF 蛋白条带;

5.样品用量低: 蛋白样品仅需 5-10ug，即可完成检测;

6.测序不受N端封闭，PEC和和糖基化等N端修饰的影响。

二、蛋白质组学

百泰派克生物科技采用Thermo Fisher的Orbitrap Fusion Lumos质谱平台结合Nano-LC，提供定量蛋白质组学、靶向蛋白质组学、多肽组学、翻译后修饰蛋白组学等多种蛋白质组学分析服务。此外，百泰派克生物科技新推出基于timsTOF Pro的4D蛋白质组学服务，助力微量样本蛋白组学、大样本群医学及高通量修饰组学等研究工作。

※服务优势：

1 .高通量定量蛋白分析:多对照组大规模实验分析，发现新的生物标记物;

2.体内体外多种蛋白质标记方法，适用于分析组织、细胞、血液等多种样品;

3.质谱分析灵敏度高，实验结果重复度高;

4.可检测较低丰度蛋白，线性范围广;

5.专业生物信息学分析，分析更系统准确。

三、单细胞质谱流式技术分析

百泰派克生物科技采用Fluidigm质谱流式系统进行单细胞质谱流式技术分析，采用金属元素标记物（通常是金属元素标记的特异抗体）标记细胞表面和内部的分子，然后用流式细胞原理分离单个细胞，再用电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）分析单个细胞的原子质量谱，最后将原子质量谱数据转换为细胞表面和内部的信号分子表达量。

※服务优势：

1.技术先进，填补技术空白

采用金属标记抗体技术，避免了传统流式荧光通道少且易相互影响的问题。可在单细胞层面上对多种指标同时进行表征，百泰派克生物科技可做到同时检测51个目标蛋白。

2.分析数量大，成本较低

单细胞RNAseq受成本等因素限制，所有样本细胞汇总的分析数目一般在2x10^4个左右，而流式质谱技术一次（单样本）就可分析至少10^5的细胞，实现了数量级的提高，且成本不高于单细胞RNAseq。

3.应用前景大

①流式质谱结果可以给出细胞亚群的变化，在临床诊断、疾病机制研究等方面具有极大的研究前景；

②将金属标签技术与其他技术结合会有新应用方向。除常规蛋白外，质谱流式细胞技术还可用于蛋白翻译后修饰；

③可检测细胞存活率、细胞大小、mRNA转录子表达量、DNA合成速率以及蛋白酶活性等。

四、基于高精度质谱的免疫多肽组学分析及新抗原发现

百泰派克生物科技的基于高精度质谱的免疫多肽组学分析及新抗原发现一站式解决方案包括我们专有的、高度敏感的免疫肽富集和鉴定方案。我们能够帮助您实现10,000个以上I型多肽和10,000个以上II型多肽的鉴定和识别。通过我们优化的高通量免疫多肽组学分析平台进行免疫肽组学分析，可从最小的样品材料中进行可重复的识别和定量。该服务可以应用于大规模的研究，旨在助力科研工作者寻找癌症、免疫疾病及传染病的解决方案，深入挖掘未知的靶标。

五、生物药物表征

百泰派克基于高分辨率质谱技术，MALDI TOF，高效色谱分离技术，提供一系列完善的生物药物分析方案，从蛋白质、多肽、抗体、疫苗等生物制品的氨基酸组成和一级结构分析，到产品变异性和纯度分析。旨在提供优质生物药物分析服务，帮助生物医药生产商提高生物药物品质。

百泰派克生物科技七大检测平台

百泰派克生物科技-生物制品表征，生物质谱多组学优质服务商

北京百泰派克生物科技有限公司致力于为生物/制药和医疗器械行业提供质量控制检测和项目验证等专业服务。公司实验室遵循NMPA、ICH、FDA和EMA等的法规和指导原则，通过CNAS/ISO9001双重质量体系认证，建立了完备的质量体系，数据冷热/异地备份，设备定期计量/期间核查，软件审计追踪，为客户提供一体化解决方案和技术服务，支持新药研发、药物申报注册和生产放行。

1.公司采用ISO9001质量控制体系，专业提供以质谱为基础的CRO检测分析服务；

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