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Bulk RNA测序与单细胞测序的本质区别解析

2026-08-12     来源:怡美通德微信公众号     点击次数:58

如何真正“看透”一份生物学样本?在众多的分子特征中,基因表达无疑是揭示细胞构成与样本质量的关键钥匙。
 

在如今的生命科学研究领域,检测复杂生物样本中基因表达水平的两大主流利器,非Bulk RNA测序与单细胞测序莫属。在决定使用哪种技术之前,我们需要先理清它们各自的“看家本领”。

PART 01 什么是Bulk RNA测序?看“整体平均值”
 

Bulk RNA测序是基于下一代测序(NGS)的经典技术,用于测量细胞群体的全转录组表达。

形象地说,Bulk测序就像把样本里所有的细胞放入“榨汁机”打碎混合,最终测出一个代表全局平均水平的表达谱。这意味着,您拿到的是构成样本的所有细胞中各个基因的平均表达量

Bulk RNA测序实验的通用流程:
 

01 样本消化与RNA提取
提取总RNA,或进一步富集mRNA/去除核糖体RNA。
 
02 文库构建
将RNA逆转录为cDNA,经过接头连接等步骤构建可上机测序的文库。
 
03 测序与分析
上机测序后进行数据比对,评估整个组织样本的总体表达情况。
 

PART 02 什么是单细胞RNA测序?从“看森林”到“看每一棵树”

如果说Bulk测序是在遥望整片森林的宏观风貌,那么单细胞测序就是走近每一棵树,精准抓取每个独立细胞的全转录组基因表达。这种视角上的飞跃,也带来了实验流程上的三大核心变革:

与Bulk的“混合提取”不同,单细胞的第一关键是“拆解”
 

制备悬液
你需要通过酶解或机械消化、细胞分选(如FACS)等技术将组织打散,制备出高活率的单细胞悬液。
严格质控进行细胞计数与质量控制,确保样本具有合适的活细胞浓度,且无细胞团块和细胞碎片
多维标记还可以使用抗体标记蛋白或其他生物分析物,或富集特定的目标细胞群。

💡 小贴士:不同组织来源、样本丰度、细胞大小,乃至是否需要提取细胞核做染色质可及性(单细胞 ATAC-seq)分析,解离方案都会有所调整。但“制备高质量单细胞悬液”这一基本原则贯穿始终。

基于微流控仪器的“单细胞分隔”

单细胞测序与Bulk一样,目的也是分离RNA并逆转录为cDNA。但关键在于“精准溯源”——必须确保最终的数据能追溯回具体的某一个细胞。甚至在同一个细胞中,还可以同时捕获蛋白质、染色质乃至免疫受体(TCR/BCR)序列,实现单细胞多组学共检测。

以10x Genomics平台为例,其核心捕获机制如下:
GEMs生成在加载了微流控芯片的Chromium X系列仪器中,单个细胞被自动化包裹进独立的油包水微反应容器(GEMs, Gel Beads-in-emulsion)中。
细胞裂解与Barcode标记GEM内部的凝胶珠溶解,释放带有独特细胞条形码的寡核苷酸;细胞随之裂解,RNA分子被捕获并打上专属“身份标签”。
文库构建与测序带有Barcode的产物被扩增并构建为测序文库,最终实现对单个细胞全转录组的高通量解码。

图 1(请横屏滑动观看)细胞或细胞核穿过微流控通道并在Chromium X系列仪器内生成GEMs的微观示意图。这是单细胞工作流程中最关键的步骤,最终成果是构建出可直接上机测序的基因表达文库。

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北京怡美通德科技发展有限公司是美国10x Genomics官方认证代理商,全面代理其核心产品线,包括Chromium单细胞测序建库系统,Visium空间转录组平台,Xenium亚细胞分辨率组织空间原位成像系统,以及Atera全转录组空间原位分析系统。我们提供涵盖仪器、试剂、耗材的一站式供应链支持,并配套专业的产品演示、安装调试、操作培训、售前售后技术支持及定制化生物信息学分析服务,助力科研与临床工作者实现单细胞及空间多组学研究的全方位护航。

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