华大作为时空组学领域的重要推动者，在2020年发布了自主研发的时空组学技术Stereo-seq。该技术是能够同时实现纳米级分辨率和厘米级全景视场的原位捕获空间全转录组测序技术，可助力生老病死、意识起源、万物生长、生命演化等重大科学问题的研究与应用。Stereo-seq巧妙地将细胞的转录组图谱与其在生物组织内的精确空间坐标相融合，极大地拓宽了我们对细胞间复杂交互、肿瘤异质性等生物学奥秘的认知边界；在癌症研究的前沿阵地与胚胎发育的探索中，Stereo-seq同样展现出了不可估量的潜力与价值。
目前，依托先进的时空组学技术Stereo-seq，我们已推出四款产品（解决）方案，不仅覆盖了时空转录组学和时空多组学策略，还创新性地提出了时空转录组大尺寸芯片解决方案，确保研究的广度与深度。无论您研究样本是新鲜冷冻（Fresh Frozen，FF）样本还是经过福尔马林固定、石蜡包埋（Formalin-fixed Paraffin-embedded，FFPE）处理的珍贵组织，我们都能提供适配的解决方案。
此外，借助华大自主研发的时空显微镜Go Optical的精准定位能力、时空自动化样本处理系统Go Spatial的高效处理能力、华大智造领先业界的测序平台，以及一系列专业优化的建库试剂与数据分析工具，我们将为您打造一个全面、高效且易于操作的时空转录组研究平台，助力您的科研之路更加顺畅，深入探索生命科学的时空奥秘。
时空实验操作流程
本文将系统介绍依托Stereo-seq研发的四大时空组学产品解决方案，全面解析其独特优势与应用潜力，为您的科研之旅注入澎湃动力。
时空转录组FF产品方案——实现更高捕获与更精细空间探索
时空转录组FF产品方案是同时以“纳米级分辨率”和“厘米级全景视场”实现“从组织到数据”的整体解决方案，适用于新鲜冷冻（Fresh Frozen, FF）样本。为了进一步提升产品性能与用户体验，我们即将推出全面升级的时空转录组FF V1.3。此版本在延续Stereo-seq技术卓越检测分辨率的同时，实现了基因捕获能力的显著增强，工作流程也更加快速便捷，整体性能更优异；基于每个细胞获得的高水平基因数，轻松实现Cellbin分析，精细解析基因表达空间特征。
该方案利用同一套试剂盒，支持在同一张切片上灵活选择染色方案，您可以根据研究需求，自由选择进行ssDNA染色还是H&E染色。如果您致力于提升分析精度，建议您采用ssDNA染色方案。该方案凭借捕获到的更高的基因数以及优异的细胞分割算法优势，能够轻松实现Cellbin分析，为您的研究提供前所未有的深入视角。
如果病理信息是您关注的重点，那么同片H&E染色将是您的理想之选。通过分析H&E染色图像中的病理特征，不仅能够实现形态学与转录组的紧密互证，还能精准圈选与研究目标紧密相关的组织区域，进而高效提取相应的表达数据，为后续的高级分析奠定坚实基础。
此外，结合华大自主研发的全新升级的数据分析工具Stereo-seq Analysis Workflow（SAW）和可视化软件StereoMap，研究人员可轻松驾驭复杂的空间转录组数据，以更高的精度和深度探索细胞基因表达的复杂机制。
时空转录组FF技术优势
时空转录组FF技术流程
时空转录组兼容多重免疫荧光（mIF）把时空组学技术Stereo-seq和高质量的蛋白染色图像相结合，实现对新鲜冷冻样本中同一组织切片的RNA和蛋白质的共检测。这一创新方案，在确保mRNA高效捕获的同时，以单细胞分辨率的精细尺度成功实现了转录组和多重蛋白质的空间可视化以及无缝联合分析，为研究人员打开了一扇洞察生物分子复杂相互作用的新窗口。
时空转录组FFPE产品方案——全物种全转录组，探索无限可能
在FFPE样本的制备流程中，mRNA的降解是一个难以避免的挑战，这极大地限制了传统依赖于Poly T探针捕获mRNA方法的适用性。为突破这一技术瓶颈，华大时空创新性地引入了“随机探针”技术并推出时空转录组FFPE产品方案。
该技术能够捕获FFPE样本中的全部RNA分子，包括降解的RNA片段、编码和非编码RNA。并且可以实现宿主和微生物RNA共检测，实现了更为全面的生物信息覆盖。通过空间条形码（Coordinate ID，CID）的巧妙应用，该技术能够精准还原RNA分子在组织中的原始空间位置，使得FFPE样本的转录组分析成为可能，并赋予了其全新的研究价值。
时空转录组FFPE技术原理
值得强调的是，此方案省去了繁琐的组织透化摸索步骤，操作流程更加简便高效，为科研人员深入探索疾病的分子机制、揭示疾病发展过程中的基因表达动态变化，提供了强有力的技术工具与平台支持。
时空转录组FFPE技术优势
时空转录组FFPE技术流程
时空转录组FFPE产品方案作为生命科学领域的一项前沿技术，正逐步展现出其在多个研究领域的应用潜力和影响。从疾病机制的深入剖析到细胞图谱的精细绘制，从生物标志物的创新发现到宿主与微生物复杂互作的全面解析，再到非编码RNA调控机制的细致探索，这一方案均展现出了其独特的价值和无限的可能性。它不仅为科研人员提供了更为精准、全面的生物分子信息，还将极大推动生命科学研究的深入发展。
时空转录组大尺寸芯片解决方案——超高分辨率的“生命全景照相机”
时空转录组大尺寸芯片解决方案可兼容＞1 cm×1 cm的芯片尺寸，最大可达6 cm×6 cm，开创了对整个组织切片进行全转录组研究的先河。您可根据实际研究需求灵活选择适合的芯片尺寸。
Stereo-seq芯片尺寸示例
大尺寸芯片单次实验检测面积更大，大大降低了空间转录组实验对样本尺寸的限制，精准匹配目标组织器官大小，助力研究人员在发育生物学、脑科学、肿瘤疾病等研究领域解析完整的细胞空间表达模式，真正实现器官和生命全景分子细胞图谱的绘制。
时空转录组大芯片技术优势
绘制全球首个非人灵长类全脑皮层单细胞空间图谱
猕猴半脑冠状切片（上）和5个样本切片（下）中的264种细胞类型在23个细胞亚类中的空间分布（3 cm×5 cm 芯片）
利用大尺寸芯片构建小鼠胚胎发育图谱
利用Stereo-seq，描述了小鼠胚胎发育中晚期器官发育基因的空间表达模式以及器官发育轨迹，构建了小鼠器官发生时空转录组数据库（1 cm×2 cm 芯片）
时空蛋白转录组产品方案（Stereo-CITE）——更广的时空组学探索视角
时空蛋白转录组Stereo-CITE能够在同一组织切片上以单细胞分辨率实现全转录组及100多种蛋白质的原位共检测，这一突破性进展，极大地丰富了我们对生物体内基因与蛋白质复杂互作关系的理解。
在技术实现上，Stereo-CITE巧妙结合了DAPI染料对新鲜冷冻样本DNA的高效染色，以精确定位细胞核结构；同时，借助Stereo-seq芯片上精心设计的捕获探针，该技术能够精准地抓取组织中的mRNA分子及抗体衍生标签（ADT），这些标签作为蛋白质的“身份证”，使得蛋白质的原位检测成为可能。并通过空间条形码（Coordinate ID, CID）还原回空间位置，生成基因和蛋白的空间表达图谱。
时空蛋白转录组Stereo-CITE技术原理
时空蛋白转录组Stereo-CITE技术优势
时空蛋白转录组Stereo-CITE技术流程
时空蛋白转录组Stereo-CITE不仅能够在同一张组织切片上实现全转录组和超高重蛋白的共检测，更以纳米级分辨率呈现生命活动的微观景观。从发育机制研究到肿瘤微环境探索，从组织器官空间图谱构建到器官结构异质性研究，Stereo-CITE以其独特的优势，为科研人员打开了前所未有的研究视角。它使转录组与蛋白质组的联合分析成为可能，助力研究人员更全面地理解生命的复杂机制。无论是精准医疗的推进，还是药物开发的加速，Stereo-CITE都将是不可或缺的利器。
时空蛋白转录组Stereo-CITE应用方向
值得一提的是，时空自动化样本处理系统Go Spatial（V1-24）当前可实现组织透化、反转录、组织移除、cDNA释放与回收等多个关键步骤自动化，最多可处理24张芯片/天，可极大减少手工操作时间，并提升实验稳定性，降低批次效应，对于推进诸如器官3D重构等重大科研项目的实施与完成，具有极其显著的促进作用和深远意义。
另一款核心设备——时空显微镜Go Optical，是集光学、机械、电子、计算机等多学科技术为一体的荧光正置显微镜，整合了落射明场、透射明场及落射荧光等多种观察方式，配备FITC、TRITC、DAPI和CY5等荧光通道。同时可搭配直观易用的专属扫片软件Scanner以及专为大尺寸切片图像研制的看图软件Tiff Browser，实现从拍摄到图像处理的高效工作流程，不仅完美契合时空组学的各类产品方案需求，还广泛适用于生物样本及病理切片的成像处理与精细观察，极大地提升了科学研究的效率与精度。
近期Go Optical赢得了华大时空组学生态合作伙伴——广州承启生物的高度评价：“使用时空显微镜对1 cm×1 cm大小切片进行扫描，10倍镜下扫片速度非常快，成像清晰度高，操作简便，即使是小白也能轻松上手。”
时空组学照亮浩瀚生命，工具创新助力新质未来。时空组学技术Stereo-seq通过深入分析细胞异质性，在胚胎发育、免疫研究、器官再生、脑科学和肿瘤微环境等领域，展现出了巨大的应用潜力。秉持着“基因科技造福人类”的使命，华大时空组学将持续开发通用且功能强大的工具，携手生态合作伙伴，共同助力广大科研工作者进行更广、更深层次的组学探索，在生长发育、生命演化、器官结构、疾病机制等研究领域取得创新突破，驱动生命科学行业加速发展。
内容 | 赵芳、康芮、赵俊龙
审核 | 庄雯、黎晓玲
