近年来,单细胞测序、空间转录组测序等技术凭借其能够深入挖掘细胞异质性信息的特点而迅速发展。基于单细胞的组学研究可以获得单细胞分辨率的数据信息,通过对细胞异质性的探究有助于细胞分类、时序分析、肿瘤分析等研究,解决以往通过多细胞样本研究,用平均数据代替个体研究的传统分析所遇到信息不真实问题。单细胞转录组测序技术的应用大大拓宽了人们的视野,使人们能够深入了解组织中细胞构成的多样性和基因表达状态,使用单细胞转录组测序技术能够解析时间维度上细胞类型和基因表达的变化过程。但是,基因表达还具有空间特异性,传统的单细胞测序丢失了空间信息,空间转录组测序可以保留细胞的空间位置信息,揭示细胞间的相互作用。单细胞测序与空间转录组测序的首要步骤是单细胞分离或组织微区分离,采样的好坏直接决定着后续的分析结果。本文分别探究了基于微针采样和基于激光诱导前向转移（Laser-induced forward transfer,LIFT）的组织切片微区采样方法。微针采样是基于传统机械显微操作的单细胞分离方法;LIFT是基于脉冲激光的一种新技术。论文的主要研究内容如下:一、基于微针的采样方法:采用显微操作装置搭载毛细管微针,在显微镜下实时观察,并进行组织切片微区采样,探究了采样效果以及各项参数对采样的影响。使用PDMS载玻片进行微针采样,有利于保护微针的完整性,进而提高采样成功率。微针尖端尺寸越小,微针直接戳取采样质量越高,成功率也越高。微泵气路控制并搭载毛细管微针采样,不仅提高了采样完整性,而且提升了采样效率。微针采样可以达到单细胞尺寸的组织采样并且采样效率可达80%。二、基于飞秒LIFT的采样方法:首先设计并搭建了LIFT装置,基于飞秒激光器进行光路设计,完成采样前期准备;然后通过采样、收集、扩增、凝胶电泳等实验过程验证LIFT采样可行性。此外,还探究了光圈大小和激光功率对采样尺寸的影响,实验结果表明采样尺寸随光圈、功率的增大而增大。三、皮秒LIFT采样仪器的研制:探讨了纳秒、皮秒和飞秒激光对LIFT的影响,选择了易于集成的微型皮秒光纤激光器作为LIFT的激光光源,组装了LIFT仪器,探究了使用皮秒光纤激光进行LIFT采样的可行性,并探索了激光器电流对采样尺寸的影响。此外,还对LIFT和激光捕获显微切割（Laser capture microdissection,LCM）的优缺点进行了比较,实验结果证明了本文研制的LIFT采样仪器的实用性,突出了LIFT仪器低损伤、高效率等优点。