🧬 样本制备方法系统总结(面向空间转录组、病理、多组学)
🧊 一、FF(Fresh Frozen)样本
✅ 核心定义
组织切除后立即用液氮/干冰冷冻,长期储存在 -80°C,可最大程度保留 RNA 完整性和代谢状态。
✅ 技术适配度分析
| 项目 |
FF 特性分析 |
| RNA 完整性 |
⭐⭐⭐⭐⭐ 极佳,适合所有基于 RNA 的下游分析(尤其转录组) |
| 组织结构保留 |
⭐⭐⭐⭐ 良好,但冻切有冰晶伪影风险 |
| 染色能力 |
可用于 H&E、IF,但抗体标记需注意抗原保留 |
| 保存条件 |
-80°C,需冷链物流和存储设备 |
| 空间分析平台兼容 |
✅ Visium FF、Xenium FF、MALDI、IMC、seqFISH+、Slide-seq |
| 常见限制 |
切片时易碎,冻融会快速降解 RNA;不适合长期归档 |
| 蛋白保留 |
⭐⭐⭐,较好,但不如 FFPE 显色稳定 |
| DNA 完整性 |
⭐⭐⭐⭐,适合突变、拷贝数分析 |
✅ 适用技术:
- 空间转录组(10x Visium FF, Xenium FF, Slide-seq)
- RNA-seq / scRNA-seq
- Imaging Mass Cytometry
- 代谢组、脂质组成像(如 MALDI)
✅ 核心定义
用甲醛固定组织,交联核酸与蛋白后脱水 → 石蜡包埋,室温长期保存,广泛用于临床与组织归档。
✅ 技术适配度分析
| 项目 |
FFPE 特性分析 |
| RNA 完整性 |
⭐⭐ 降解严重,需专用平台和建库技术(如 probe-based) |
| 蛋白/结构保留 |
⭐⭐⭐⭐⭐ 极好,是病理学分析的金标准 |
| 染色能力 |
H&E、IHC、FISH、ISH 等一应俱全 |
| 保存条件 |
室温,常规保存多年 |
| 空间分析平台兼容 |
✅ 10x Visium FFPE, GeoMx DSP, Xenium FFPE, CosMx FFPE |
| 常见限制 |
脱交联后提取效率低,部分抗体抗原位点改变,不适合细胞分选等 |
| DNA 完整性 |
⭐⭐⭐⭐,适合突变、拷贝、甲基化分析 |
🧾 三、FF vs FFPE 关键对比表(更新)
| 属性 |
FF(冷冻样本) |
FFPE(石蜡包埋) |
| RNA 完整性 |
⭐⭐⭐⭐⭐ 极佳 |
⭐⭐ 降解严重,需特殊处理 |
| 组织形态保留 |
⭐⭐⭐⭐ |
⭐⭐⭐⭐⭐ 病理金标准 |
| 染色兼容性 |
IF / H&E |
H&E / IHC / ISH / FISH |
| 保存方式 |
-80°C |
室温,适合长期归档 |
| 平台兼容性 |
Visium FF / Xenium FF / Slide-seq |
Visium FFPE / GeoMx / CosMx / Xenium FFPE |
| 成本与物流 |
高:需冷链 |
低:室温运输和归档 |
| 适合场景 |
分子研究、空间多组学 |
临床病理、归档研究 |
🧬 四、其它主流样本制备方式(扩展)
| 样本类型 |
描述 |
适用技术平台与限制 |
| OCT 包埋冷冻样本 |
冷冻切片专用,组织包埋于 OCT 胶体中避免冰晶干扰 |
适合 IF、Laser Capture Microdissection(LCM)、一些空间平台 |
| 新鲜组织 |
无固定,立即处理提取细胞/核 |
用于单细胞RNA-seq、流式细胞术、Spatial Proteomics |
| 单细胞悬液 |
从组织/培养物中提取得到的离散细胞群体 |
scRNA-seq / CyTOF / CITE-seq / 10x Multiome |
| 细胞培养样本 |
贴壁或漂浮细胞直接处理 |
空间蛋白质组、转录组、影像组学实验 |
| 冷冻核提取物 |
对冷冻样本提取细胞核用于单核分析 |
适合无法获得活细胞组织的样本(如脑) |
✅ 五、样本选择建议与决策表
| 研究需求 |
推荐样本类型 |
| 高质量 RNA(bulk/scRNA) |
✅ Fresh Frozen / Fresh |
| 病理结构清晰 & 归档能力 |
✅ FFPE |
| IF / 激光微切割 |
✅ OCT 包埋 |
| 跨平台多模态(蛋白 + RNA)联合 |
✅ FFPE + DSP/Xenium/CosMx |
| 分子分析与成像兼容 |
✅ FF(需注意冻切处理) |
| 临床转化路径(靶点/标志物验证) |
✅ FFPE,适配主流病理检测平台 |
🧪 六、兼容矩阵:测序/空间平台 × 样本类型
| 技术平台 |
FF |
FFPE |
OCT |
Fresh |
单细胞悬液 |
| Visium (10x) |
✅ |
✅ |
❌ |
❌ |
❌ |
| Xenium (10x) |
✅ |
✅ |
❌ |
❌ |
❌ |
| GeoMx DSP (NanoString) |
❌ |
✅ |
❌ |
❌ |
❌ |
| CosMx SMI (NanoString) |
✅ |
✅ |
❌ |
❌ |
❌ |
| seqFISH / MERFISH |
✅ |
❌ |
✅ |
❌ |
❌ |
| IMC / MIBI / CyTOF Imaging |
✅ |
✅ |
✅ |
❌ |
❌ |
| MALDI-MS Imaging |
✅ |
❌ |
✅ |
❌ |
❌ |
| scRNA-seq |
❌ |
❌ |
❌ |
✅ |
✅ |
🔚 总结一句话:
样本制备方式决定了数据质量、平台适配性和空间信息保留程度,是空间组学与分子诊断中的第一步关键决策。
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