7月3日，華大智造聯合時空組學STOmics推出首款顯微成像產品——時空顯微鏡Go Optical，即日起開放預定。該產品能夠充分滿足時空組學技術各個實驗流程中的顯微成像需求，可作為時空組學技術Stereo-seq的理想拍檔。

時空組學技術（Stereo-seq），是具有“納米級分辨率”和“厘米級全景視場”的原位捕獲空間全轉錄組測序技術，作為空間轉錄組學（spatial transcriptomics, ST）技術的一種，可將細胞的轉錄組數據與其在生物組織中的空間位置相結合，實現全轉錄組空間表達圖譜的構建, 促進對細胞間相互作用、腫瘤異質性的進一步理解，在癌癥和胚胎發育研究中顯示出巨大潛力。然而，時空組學技術高分辨率空間分析的實現，依賴于先進的光學成像技術和強大的數據處理能力1,2。

針對此痛點，時空顯微鏡Go Optical應運而生。時空顯微鏡Go Optical是一款集光學、機械、電子、計算機等多學科技術為一體的熒光正置顯微鏡，整合了落射明場、透射明場及落射熒光等多種觀察方式，配備FITC、TRITC、DAPI和CY5等熒光通道。

圖1. 時空顯微鏡

Go Optical性能一覽Go Optical搭載專屬掃片軟件Scanner，操作界面簡潔，可靈活配置相機，物鏡，光源及濾光片，輸出的圖像及數據格式適配時空組學生信分析軟件。

圖2. Go Optical專屬掃片軟件Scanner

同時，還有專屬看圖軟件Tiff Browser，專為處理生物和病理切片超大尺寸圖像研制，滿足對大尺寸切片圖像的快速讀取、標記和管理，具備畫面縮放調整，及亮度對比度等調節功能。

圖3. Go Optical專屬看圖軟件Tiff Browser 

如何利用Go Optical

開展時空組學研究？

時空顯微鏡Go Optical可用于組織最佳透化時間的摸索（圖4），并可通過高清成像結合Stereo-seq技術的先進算法，實現基因表達圖譜與組織染色圖像的精確配準（圖4-6），為進行高分辨率的空間組學分析提供強有力的支撐。

在時空轉錄組實驗流程中，組織切片被貼附于時空捕獲芯片后，進行細胞核染色或蘇木精—伊紅染色( hematoxylin-eosin staining，簡稱H&E染色)，隨后利用Go Optical對染色后的組織切片以及芯片上的網格線（Track線）同時進行顯微成像，并完成圖像拼接；接下來，切片中的RNA被時空芯片中的探針原位捕獲，并通過建庫、測序和分析，利用空間條形碼(Coordinate ID, CID)將這些RNA分子準確還原回其原始的空間位置形成詳盡的基因表達圖譜；最后，通過識別的Track線將基因表達圖譜與組織染色圖像進行精確配準（圖6）。

圖4. 新鮮冰凍（Fresh Frozen, FF）樣本的時空轉錄組實驗流程

圖5. 福爾馬林固定的石蠟包埋（Formalin-Fixed Paraffin Embedded，FFPE)樣本的時空轉錄組實驗流程

圖6.基因表達圖譜與組織染色圖像配準原理

Go Optical有哪些“獨門絕技”？

01

1200萬像素超清成像，清晰捕捉每一細節

Go Optical兼備落射與透射明場成像能力，最高可實現1200萬像素高分辨率成像，精準識別Track線和組織細節，可實現組織乃至單細胞分割，更能契合Stereo-seq技術的高分辨率空間數據。

圖7. 利用時空顯微鏡10×物鏡下拍攝的核染色圖及H&E染色圖，經Track線識別配準后可根據圖像中的組織輪廓進行數據的組織分割。*H&E染色圖，來自哈爾濱醫科大學附屬腫瘤醫院-許守平課題組提供的FFPE樣本。

圖8. 利用時空顯微鏡10×物鏡下拍攝的高清核染色圖經過CellBin算法分析可對圖像及數據進行單細胞分割。

02

70cm2超大掃描范圍，廣闊視野

Go Optical行程范圍大，擁有100 mm×70 mm的超大掃描范圍，這一特性使其能夠輕松應對大尺寸芯片的掃描任務（圖9），實現精細拍攝。

圖9. 不同尺寸的時空芯片

03

70秒極速成像，效率卓越

針對時空捕獲芯片的不透光特性，Go Optical特別設計了自動檢焦功能。該功能利用檢焦模塊捕捉光反射信號，智能判斷焦距，僅需一次人工對焦，即可自動完成智能調焦與全片掃描，將拍照流程化繁為簡。在10×物鏡下，對1cm×1cm常見規格芯片進行掃描拍照，全程僅需70秒，拍照時長短，可有效保證樣本RNA的完整性。

時空組學照亮浩瀚生命，工具創新助力新質未來。日前，華大智造正式成為時空組學的全球經銷商。華大智造與時空組學STOmics聯合推出的Go Optical時空顯微鏡，可完美適配當前雙方攜手提供的建庫、測序和生物信息學分析產品，為用戶形成一站式的時空組學工具包。秉持著“創新智造引領生命科技”的理念，華大智造將持續開發通用且功能強大的工具，攜手生態合作伙伴，共同助力廣大科研工作者進行更廣、更深層次的組學探索，在生長發育、生命演化、器官結構、疾病機制等研究領域取得創新突破，加速生命科學行業發展。

參考文獻：1. Pour M, Yanai I. New adventures in spatial transcriptomics[J]. Developmental Cell, 2022, 57(10): 1209-1210.2．Zhang L, Chen D, Song D, et al. Clinical and translational values of spatial transcriptomics[J]. Signal Transduction and Targeted Therapy, 2022, 7(1): 111.