声波和单细胞测序有什么关系？NGS玩家又在玩什么黑科技学科交叉？

故事要从声波隔“山”打物说起。Echo，一台修炼“内力心法”的硬核液体工作站，能够发射声波，通过聆听反射的回声获知样品性质及液面高度信息。再以声波的能量让液体振动，激发纳升小液滴，将液体垂直打入到目的板中。在声学微滴喷射(ADE) ¹及动态流体分析 (DFA) ²专利技术支撑下，Echo通过声波能量控制实现准确的液体转移，喷射液滴单位可以低至2.5 nL。Echo声波移液技术大大拓展了人们对传统移液方式的认识——原来移液不只是移液器加上吸头而已。

搬砖工如我看到此处惊呼amazing，而大佬之所以为大佬，总是拥有不一般的敏锐嗅觉：

Hey man，给我一个2.5 nL的液滴，我能玩转单细胞!

单细胞测序技术近几年来持续发光发热。它的起始核酸材料极少，步骤比普通NGS繁杂，实验周期更长，难度和风险也更大。重现性和成功率是一大考验。单细胞测序方法众多，除了商品化试剂盒，许多研究人员也会针对自己关注的特征开发全新的技术。另一方面，开展肿瘤异质性等针对细胞群体的研究越来越普遍，这需要对大批量细胞进行逐一的测序和解析。如果按照试剂盒常量/rxn，手工完成每一个细胞的实验，劳力和成本都难以承受。

不禁要为慧眼识珠的NGS玩家点赞。Echo的硬核技术决定它非常适合解决单细胞测序中遇到的超高通量、技术灵活多变、反应scale-down成本控制、交叉污染等问题。

MDA （Multiple displacement amplification）是常用的微量核酸扩增技术。Echo可以完成从添加变性剂处理、终止液处理，到Phi29酶恒温扩增等步骤，实现超小体积下的全基因组放大。反应体积从50 uL/rxn缩小到2 uL/rxn，缩小倍数高达25倍。

DOE Joint Genome 研究所Tanja Woyke等³在Nature Protocol文章中提到，采用Echo开展微量化的MDA实验，能有效降低污染风险，节约试剂、耗材成本，也简化了高通量实验流程。

图1. Echo完成微量化的全基因组放大实验流程

不只是全基因组核酸放大，声波移液能完成单细胞NGS文库的制备。以SMART-Seq cDNA文库制备为例。利用Echo将SMART-Seq反应体系（50 uL）缩小4，5，8，10，16，20至32倍，Nextera XT 试剂盒缩小10倍（50 uL至5 ul）使用。所有反应均能够获得足够下游上机测序的文库。值得注意的是，SMART-seq cDNA文库制备中，常量反应总体积为50 ul, 缩小32倍后反应总体积仅仅只有1.75 uL，还不及一个常量反应中逆转录酶使用量大。一个96 rxn的试剂盒将具备完成3072 rxn的可能。

图2. 采用Echo完成的微量化单细胞RNA-seq NGS文库制备流程

Echo的单细胞文库制备不受待测细胞数目的限制，支持各种试剂盒的灵活组合和NGS建库方法学DIY。做你想做的，测你想测的，提供scale-down的微量化反应体系和scale-up的自由度。

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参考资料：

1. US Patent 6938987

2. US Patent 6938995

3. http://www.nature.com/doifinder/10.1038/nprot.2014.067