单细胞研究十年:下游测序卷上天,实验落地为何卡在上游样本制备?

Publish time:2026-07-03


作为深耕单细胞分选赛道的从业者,我们明显感受到:2026年单细胞领域的下游测序迭代速度远超行业预期。 从北大CHARMS四组学技术实现单细胞内四类调控信息同步捕获,到威尔康奈尔D&D-seq精准绘制调控蛋白结合位点,顶刊技术正不断将测序分辨率推向“分子级”。过去十年,单细胞测序通量提升超10万倍、成本降幅超千倍,检测维度从单一组学走向全景多组学。


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图丨单细胞测序的十年


但行业矛盾也愈发凸显:顶刊的检测技术愈发高精尖,多数实验室落地应用时,真正拖慢实验进度的并非测序仪,而是流程最前端的单细胞样本制备。


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上游制备为何成实验落地卡点?


生物学实验常说「垃圾进,垃圾出」,单细胞研究更是如此。


很多研究者投入高额测序成本,最终数据噪音大、重复性差,问题往往出在样本制备环节。完整的单细胞组学样本制备包含组织解离与细胞分离铺板两步,共同决定数据质量。过去行业重心集中在下游检测,上游制备的核心技术却未跳出固有框架,其中单个细胞的高效精准分配,正是整条链路迭代最慢、痛点最集中的环节。


02

主流方案各有适配,高端场景仍存短板


目前单细胞分离路线多元,各有适用场景:有限稀释法低成本但单细胞率仅30%~40%,适合预实验;显微操作、激光捕获精度高但通量极低;组合标记法通量高但质控难度大。


支撑当前高通量单细胞组学的主流方案仍是FACS与油包水微流控,二者覆盖了绝大多数普适性需求,但在高要求的高端场景中,先天局限十分明显。


1. 流式分选

FACS凭借多参数荧光标记与高速分选,仍是目标细胞群富集的主流选择。

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图丨流式分选原理


但用于高精度组学制备时,短板难以回避:上样量高、高速液流与电场的剪切力可能造成大量细胞损耗,稀有临床样本捕获率难以保障;绝大部分流式设备也缺乏明场细胞成像与形态识别能力,无法直观区分完整细胞与碎片,也无单细胞图像可供追溯;设备保养和管道清洗麻烦;此外还存在交叉污染风险、高密孔板适配不足、运维门槛高等问题。


2. 传统油包水微流控

油包水微流控是当下高通量测序平台的主流配套方案,自动化程度高、处理量大。


但概率性包裹的原理决定了双包/多包风险无法根除,多细胞污染只能靠生信事后过滤;且大多数设备很难实现成像核验,缺乏单细胞真实性的直观证据。


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图丨传统油包水微流控


两大主流方案覆盖了常规需求,却无法同时满足「高单细胞率+高回收率+可追溯」的极致要求,成为前沿多组学落地高端场景的隐形门槛。


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智能微流控分选:高端组学制备的创新方案


针对主流方案在高端场景的局限,我们选择了智能微流控分选的差异化路线,主打高数据质量要求的细分场景,可同时实现高单细胞率、高回收率、可追溯与零污染。


其核心逻辑是:通过微流控生成包裹单个细胞的皮升微液滴,结合高速明场成像与AI算法逐滴识别细胞数量、形态与状态,仅将符合标准的单细胞精准打印至孔板对应位置。


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图丨智能微流控分选


该路线可稳定实现99.5%以上的单细胞保证率,从源头杜绝多细胞污染;封闭芯片流程无高压剪切与管路黏附,低起始量样本也能保持高回收率;支持明场免标记分选,避免外源标记干扰;一次性芯片单样本单用,彻底消除交叉污染,为高端研究场景提供了更优解。


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国产落地工具,覆盖高端细分需求


该技术已实现成熟落地,傲睿科技依托自主液体数字化核心技术,推出两条产品线,作为主流制备方案的高端补充,覆盖高精尖组学与细胞株开发场景。


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图丨单细胞分选系统 系列


SCP4000单细胞打印系统适配高通量组学需求,已在高校、药企与科研院所广泛应用,核心优势包括:


  • 全规格孔板适配:皮升级液滴+纳升级试剂点样,兼容6孔至1536孔全规格孔板;

  • AI识别高纯度:自动区分单细胞、聚团与碎片,单克隆保证率>99.5%;

  • 零交叉污染:一次性智能微流控芯片,集成640个独立喷嘴,稳定性强;

  • 低运维门槛:即插即用无管路,普通实验人员可快速上手。


SCP4100则侧重细胞株开发与单克隆筛选,主打高效铺板与高克隆形成率,服务抗体药物研发、细胞治疗等场景。


对深耕四组学、多模态测序的课题组,以及对数据可靠性要求极高的药企、CDMO而言,SCP4000能切实解决珍贵样本损耗、多细胞污染、数据不可追溯等痛点,助力前沿技术平稳落地。


05

写在最后


单细胞测序发展十余年,下游技术已迭代至极高水平。生命科学的进步从来不是单点突破,当下游测序卷到极致,上游样本制备在高端场景的短板愈发凸显。 真正推动前沿技术普惠落地的,往往是解决细分痛点的基础工具。作为上游工具研发者,我们希望打通高端实验的样本制备卡点,助力单细胞多组学在下一个十年迎来全面爆发。

*部分内容来源于AI