系统简介

CosMx™Spatial Molecular Imager(SMI)是 一个高精度、多因子和多组学的空间生物学分 析平台。SMI系统基于高灵敏度的原位杂交技 术(In Situ Hybridization),结合了超精度成 像、高通量检测以及多组学的分析技术，使科 研者能够在石蜡组织切片(FFPE)或新鲜冰冻 切片上原位观测和定量多种目标蛋白质和基因 的表达水平，以亚细胞的分辨率进行空间多组 学表达分析。

系统工作流程

CosMx™SMI是一个集成系统，包括成熟的循环原位杂交反应、超高分辨率成像读出仪器和交互式数据分析和可视化 软件。使用CosMx™ SMI只需三个步骤就可以从样本到结果：

1 )样品制备，

2) SMI仪器上的自动读数，

3) 使用附带的软件进行交互式数据分析。样品制备包括基本的原位杂交(ISH)处理步骤。该方案与标准病理玻片兼容, 不需要复杂的组织扩张或清除，也不需要cDNA合成或扩增。单个细胞中的RNA或蛋白质靶点通过杂交或与带有独特 条形码系统标记的高度特异性探针或抗体结合来识别。通过使用SMI仪器进行多轮报告探针杂交和荧光成像，然后读 取条形码。每个RNA在样本中显示为一个亮点，并在图像中进行数字量化。最后将数据迁移到云存储中进行分析和可 视化。用户还可以合并自定义分析工作流程。

CosMx™ SMI ISH Probe 和 Reporter 设计

SMI探针编码及解码设计

实验流程
1.5um的FFPE或冰冻的组织切片固定和透化。
2.RNA探针杂交到组织样本上。
3.清洗组织样本，然后杂交上Olig。标记的形态学抗体。
4.清洗后组装Flow cell并上机到SMI机器。
5.选取组织上感兴趣的成像区域（＜100mm2 ）。
6.该仪器自动执行多轮报告探针杂交和荧光成像，读取每个成像RNA探针或蛋白质抗体上的条形码。

SMI探针编码及解码设计

CosMx™SMIS用64位的Hamming密码设计,通过1 6轮循环杂交染色，对最终的4色读数进行解码。
这套系统具有超强的纠错能力，有效避免荧光探针杂交结果的错误解读。

典型应用

1.基于蛋白成像的真实细胞分割

准确的细胞分割对数据质量至关重要，但对于组织切片来说非常具有挑战性，因为在组织切片中，细胞被紧密地包裹 在共享的3D边界和不均匀的形态染色中。CosMx使用多模式细胞分割过程来提供精确的细胞边界检测（下图）。该方 法结合了细胞核和膜标记（DAPI、细胞膜标记/PanCK/CD3）图像、机器学习增强的细胞分割算法和基于转录本的分割 细化，以实现形态完整组织中的精确单细胞分割。

图示：NSCLCFFPE组织的细胞核和形态学染色（A）。利用呈灰色的细胞核进行细胞分割的边线（B）

2.以亚细胞精度原位检测和定量100种蛋白质

CosMx目前可以在组织切片上原位检测 和分析多达1 00种蛋白质。CosMx蛋白分析 试剂在多器官FFPE组织微阵列和45个人类 FFPE细胞系上进行了验证，包括过表达关键 靶点的细胞系，如GITR、CD278、PD-L1和 PD-1 o石图显示了健康结肠FFPE组织样本 使用100-plex蛋白质Panel成像后的其中七 个蛋白质靶点。对多个正交数据集（例如，人 类蛋白质图谱和低因子IHC）的基准测试表明，该分析具有高度敏感性和特异性。

图示：使用100-plex的蛋白panel检测健康结肠FFPE组织中的7个蛋白靶点的可视化呈现。

配套试剂耗材

1. RNA试剂盒

(1 ) Human Universal Cell Typing and Cell State:针对950个人源基因，可加50个定制基因。重点介绍细胞类型、 细胞状态和功能、细胞间相互作用、细胞信号靶基因和激素活性。

(2) Mouse Neuroscience： 960个针对小鼠的神经科学的基因，涵盖了小鼠中枢神经系统的基本生物学和小鼠大脑的 细胞类型。

(3) Human Immuno-oncology: 1 00个人免疫肿瘤相关基因，可加10个定制基因。表征免疫系统的基本细胞类型， 包括常见的细胞类型标记和其他目标，以帮助在单细胞水平上区分这些细胞类型。

2. 蛋白试剂盒

Human Immuno-oncology: 100个人免疫肿瘤相关蛋白。关注癌症进展和免疫细胞激活状态功能的关键驱动因素。可 加定制蛋白检测靶标。

3. 形态学Marker试剂盒及其他耗材。支持RNA和蛋白检测试剂从头定制。