单细胞测序需要多少细胞?稀有细胞数估算

某种细胞占比 p,想有 95% 的把握至少拿到 k 个,质控后至少要多少个细胞?按二项分布精确计算;也能反过来算给定细胞数时的把握。

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1. 目标

2. 上机细胞数(可选)

回收率、双细胞、质控过滤造成的损失因平台、样本和实验而异,本页不内置任何数字;请按你自己的平台说明和以往实验填写。默认 100% 即不折算。

3. 反过来算(可选)

填上就算:在这么多细胞里,至少捕获 k 个的概率。

结果

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  • 口径:把每个细胞看作从样本里独立随机抽取,某类型的个数 X 服从二项分布 Binomial(N, p);所求是使 P(X ≥ k) ≥ 置信度的最小 N,等价于 R 里的 k + qnbinom(c, size = k, prob = p),可以自己核对。计算是精确求和,没有用正态或泊松近似。
  • 为什么不能只算 k ÷ p:那只是平均能拿到 k 个,实际个数有波动,按它测达到目标的把握明显低于你想要的置信度(结果里给出了这次的精确值)。
  • 假设:随机抽样;占比已知、各样本相同,也不随处理改变;不考虑双细胞、批次,也不考虑解离和质控对不同细胞类型的偏好性损失(如中性粒细胞、神经元等更容易丢)。实际情况通常比这更差,结果应看作下限。
  • 占比本身不确定(来自文献、流式或预实验)时,取可能范围里偏小的值(保守值)来算;结果下方的表给出真实占比偏低时需要多少细胞。
  • 「上机细胞数」只是按你填的比例做除法:回收率、双细胞率、质控通过率因平台、样本和实验而异,本页不提供默认值,请以你自己的平台说明和以往数据为准。
  • 多种类型时,取各类型单独所需细胞数的最大值;所有类型同时达标的概率会更低(类型多、裕量小时可能低很多),页面给出的是保守的下界。
  • 这里只回答「能捕获多少个细胞」,不涉及每个细胞的测序深度,也不是差异分析的样本量或统计功效估算。