核酸测序技术的回顾与展望
测序技术的发展历程及技术的应用技术发展历程

测序技术的发展历程及技术的应用技术发展历程自从20世纪50年代确定了DNA的双螺旋结构并发现了基因DNA的作用以来,科学家们一直在致力于发展各种技术来更好地研究DNA和其重要作用。
自1977年Sanger首次提出了变性杂交和DNA测序技术以来,测序技术在不断地发展和完善,至今已经取得了重大的突破,使得分子生物学的研究得到了极大的促进和发展。
一、测序技术的发展历程1、手工测序:20世纪70年代到80年代初期,手工测序技术得到了广泛应用。
这种方法需要大量的时间和精力,需要对DNA进行多次克隆、限制酶切、PCR扩增等多道工序。
最终通过手工分离和去掉杂质、对碱基进行标记并辨认,并在薄层板上进行图解才能得到结果。
这种测序方法的操作繁琐、费时耗力、误差率高且成本高,因此已经很少被使用。
2、自动测序技术:1986年首次推出的自动测序技术使DNA分析得到了快速和高效的提高,实现了高通量DNA测序、准确性和速度的提高。
自动测序技术分为三代,其中第一代的荧光检测原理是通过一系列的DNA随机断裂、PCG扩增、限制酶切割后片段的比较、计算和分析,从而得到整个DNA序列以及荧光信号。
第二代的技术在测序引物上进行了改进,采用了大量的小片段序列。
第三代技术则采用了Nanopore技术,这种技术能够通过单个、具有节点的蛋白质孔使带电物质(如DNA分子)通过,从而能够得到更直观和高保真的测序结果。
这些人工智能的算法已经使整个测序的过程变得快速、简便和可靠。
二、测序技术的应用1、基因组测序:高通量基因组测序已经成为现代分子生物学研究的创新平台。
通过通过基因组测序,可以对物种的基因组结构,基因有序性和功能进行全面、细致的分析。
利用高通量测序技术可以高效地分析人类、动物和植物的基因结构和特征,被广泛应用于药物研发、肿瘤分型和精准医疗等多个领域。
2、转录组测序:转录组测序是平衡表达和微小表达谱分析的重要工具。
分析细胞RNA的构成,造成的差异性和相似性,从而可以深入了解基因表达和细胞信号通路的影响以及转录因子和DNA的相互作用。
DNA测序技术的发展与应用前景

DNA测序技术的发展与应用前景DNA测序技术被广泛应用于基因组研究、医学诊断、药物开发等领域。
随着技术的快速发展,人们对于DNA测序技术的期望和应用越来越高。
本文将深入探讨DNA测序技术的发展历程以及其应用前景。
一、DNA测序技术的发展历程DNA测序技术的历史可以追溯到上世纪50年代。
当时,Frederick Sanger等人通过发明链终止法(dideoxynucleotide sequencing)开创了DNA测序技术。
这种方法建立在DNA链扩增技术的基础上,利用缺少3'羟基的二代核苷酸停止链的生长,从而确定DNA的序列。
此后,多种改进版本的链终止法被提出,包括Maxam-Gilbert法和Thermo Sequenase法。
到了1990年代,PCR(聚合酶链式反应)技术的出现,为DNA测序技术带来了新的革命。
PCR技术使得DNA片段得到扩增,从而减少了使用大量DNA的需要,并且加快了测序的速度。
同时,自动测序仪的问世也使得测序速度大大提升。
自动测序仪可以同时进行多个样本的测序,数据可以自动收集和处理,从而大大提高了测序的效率和准确性。
到了21世纪初,基于大规模并行测序(massively parallel sequencing, MPS)技术的第三代DNA测序技术开始涌现。
这些技术包括轮廓组、Roche/454、Illumina、Ion Torrent、PacBio SMRT 等。
第三代DNA测序技术的出现,使得整个测序过程更快速、准确和经济,同时也会产生更多的数据。
这些技术的出现,标志着DNA测序技术进入了新的阶段。
二、DNA测序技术的应用前景1. 基因组学研究DNA测序技术的一个重要应用领域是基因组学研究。
随着第三代DNA测序技术的发展,测序速度和产出数量都得到了大幅提升。
研究人员现在可以使用这种技术更全面地研究基因组变异、基因调控等问题。
这种技术可以帮助科学家更好地理解基因组的组成和功能以及其与疾病之间的关系。
核酸检测发展情况汇报

核酸检测发展情况汇报近年来,随着新型冠状病毒的爆发,核酸检测成为了防控疫情的重要手段。
在这样的背景下,核酸检测技术也得到了快速的发展和应用。
本文将就核酸检测的发展情况进行汇报,以期为相关领域的研究和应用提供参考。
首先,我们来看一下核酸检测的技术发展。
传统的核酸检测技术主要包括PCR 法、实时荧光定量PCR法和基因芯片技术等。
这些技术在病毒、细菌等微生物的检测中发挥着重要作用,但也存在着检测时间长、操作复杂、设备昂贵等缺点。
近年来,随着生物技术的不断进步,新型核酸检测技术如循环介导等温扩增技术(LAMP)、纳米孔技术(ONT)等也逐渐应用于核酸检测领域,极大地提高了检测的速度、准确性和便捷性。
其次,我们来关注一下核酸检测的应用情况。
在疫情防控中,核酸检测成为了诊断和筛查感染者的重要手段。
不仅如此,核酸检测还广泛应用于食品安全检测、环境监测、医学诊断、法医学等领域。
在疫情期间,各国纷纷加大对核酸检测技术的研究和应用力度,加快检测速度,提高检测准确性,以期更好地控制疫情的传播。
再者,我们来看一下核酸检测的未来发展趋势。
随着生物技术的不断创新和发展,核酸检测技术也将迎来新的发展机遇。
未来,我们可以预见到核酸检测技术将更加智能化、便捷化和精准化,检测设备将更加小型化、便携化,检测速度将更加快速,检测准确性将更加高效。
同时,随着人工智能、大数据等技术的不断融合,核酸检测技术也将更好地服务于医疗、环境、食品等领域,推动相关行业的发展和进步。
综上所述,核酸检测技术在疫情防控和生物医学领域发挥着重要作用,其发展也呈现出快速、多样化和智能化的趋势。
我们期待着在不久的将来,核酸检测技术能够更好地服务于人类的健康和生活,为社会的发展和进步做出更大的贡献。
中国基因测序发展历程 -回复

中国基因测序发展历程-回复中国基因测序发展历程一直以来备受关注。
在过去的几十年中,中国在基因测序领域取得了长足进展,成为全球最具竞争力和影响力的国家之一。
本文将从早期的起步阶段开始,逐步探讨中国基因测序发展历程,并分析其取得的重大成就与未来的展望。
1978年,中国的基因测序研究刚刚起步。
当时,中国科学家开始尝试利用人工合成技术合成DNA序列,并通过气相色谱和手工技术进行测序。
然而,由于技术和设备的限制,中国基因测序的进展非常缓慢。
1984年,中国科学家首次启动了国内第一台DNA自动测序仪的研发,并成功实现了从手工操作到自动化的转变。
这一突破为中国基因测序的发展奠定了基础。
此后,中国开始进一步推动基因测序技术的研发与应用。
1994年,中国科学家在北京成功建立了中国第一个基因测序中心,该中心配备了最新的自动化设备和高效的测序平台,使中国基因测序能够与国际接轨。
在此之后不久,中国科学家就开始参与国际的基因组测序计划,与国际同行一起合作对人类基因组进行测序。
2000年,中国成功参与了国际人类基因组计划的合作,并与英国、法国、德国等国家共同完成了人类基因组的初步测序。
这次合作使中国基因测序的国际地位得到了进一步提升,也为中国在基因测序技术研发和应用方面提供了宝贵的经验。
2002年,中国科学家在北京成立了中国基因组测序项目(CGP)。
CGP致力于推动国内外基因组测序技术的研发和应用,并为中国的基础科学研究和生物技术产业发展提供支持。
CGP的成立标志着中国基因测序进入了一个新的发展阶段。
2008年,中国科学家在上海建立了中国国家基因图谱研究中心(NGDC)。
NGDC集中了中国最先进的测序设备和技术人才,成为中国乃至亚洲地区最重要的基因测序中心之一。
NGDC的成立不仅提高了中国在基因测序技术研发和应用方面的实力,还促进了中国与国际合作伙伴的交流与合作。
2010年,中国科学家首次成功测序了华人人类基因组,并在国际顶级科学期刊上发表了相关研究成果。
2024年核酸检测市场分析现状

核酸检测市场分析现状摘要核酸检测是一种用于检测生物体内核酸序列的方法,具有高度的灵敏性和准确性。
随着技术的进步和应用领域的拓展,核酸检测市场逐渐发展壮大。
本文通过分析核酸检测市场的现状,探讨了核酸检测的应用领域、市场规模、主要市场参与者以及市场前景,为核酸检测行业的发展提供参考。
1. 引言核酸检测是一种快速、准确、灵敏的检测方法,广泛应用于临床医学、药物研发、环境监测等领域。
随着基因技术的飞速发展,核酸检测市场也呈现出快速增长的趋势。
本文将重点分析核酸检测市场的现状,并对其市场规模、应用领域、主要市场参与者以及市场前景进行分析。
2. 市场规模核酸检测市场规模是衡量市场发展的重要指标之一。
根据市场调研公司的数据,2019年全球核酸检测市场规模达到50亿美元,并且有望在未来几年内以每年10%的复合增长率增长。
这主要得益于核酸检测技术的不断改进和应用范围的扩大。
3. 应用领域核酸检测广泛应用于生命科学研究、临床诊断和药物研发等领域。
在生命科学研究中,核酸检测被用于DNA序列分析、基因表达分析等。
在临床诊断中,核酸检测可以用于检测病原体、遗传病的筛查以及肿瘤诊断等。
此外,核酸检测还被广泛应用于食品安全检测、环境监测等领域。
4. 主要市场参与者目前,核酸检测市场上的主要参与者包括医疗器械公司、生物技术公司以及医药公司等。
医疗器械公司主要提供核酸检测设备和试剂盒等相关产品。
生物技术公司则致力于研发新的核酸检测技术和产品。
医药公司则在核酸检测的基础上开发相关的药物和治疗方案。
5. 市场前景核酸检测市场具有广阔的发展前景。
一方面,随着基因工程技术的不断进步,核酸检测的灵敏度和准确度将得到进一步提高,为疾病的早期检测和个体化治疗提供更多可能性。
另一方面,随着人们对健康的关注度不断提高,核酸检测市场的需求也将逐步增加。
结论核酸检测市场是一个快速发展的市场,具有广阔的应用前景。
随着核酸检测技术的进一步完善和应用范围的扩大,核酸检测市场有望继续保持持续增长的趋势。
基因测序技术的应用前景与发展趋势

基因测序技术的应用前景与发展趋势随着科技的不断发展,基因测序技术越来越受到关注。
基因测序技术是指对人类或其他生物体的基因组进行研究和测序的一种技术。
该技术的应用前景非常广阔,涉及医疗、生物科技、农业等多个领域。
本文将从技术原理、应用前景和市场前景三个方面,探讨基因测序技术的发展趋势。
一、技术原理基因测序技术是通过对DNA序列进行扫描和解读,分析DNA序列上的基因信息,发现潜在的基因变化和功能,从而为医学研究、个性化治疗提供有力的支持。
目前,常用的基因测序技术分为两种,一种是Sanger测序技术,另一种是高通量测序技术。
Sanger测序技术是一种传统的测序方法,其原理是通过DNA聚合酶合成新DNA链的方式实现对DNA序列的测序。
而高通量测序技术则是一种快速、高效的测序方法。
它可以同时对多个样品进行测序,从而节约时间和成本。
二、应用前景基因测序技术在医学、农业、生物科技等领域的应用前景非常广阔。
以下是针对不同领域的应用前景详述:1.医疗领域基因测序技术在医疗领域的应用主要涉及两个方面:一是基因诊断,即通过测序技术对人的基因序列进行分析和诊断,判断是否存在与某种疾病相关的突变;二是个性化治疗,即根据患者的基因信息,开发相应的个性化治疗方案。
基因测序技术已经在很多疾病的诊断和治疗中发挥了作用。
例如,癌症的基因突变可以通过基因测序技术进行检测和诊断,从而选择更为有效的治疗方案。
对于一些罕见病,基因测序技术更是能够为临床医生提供精确的诊断帮助。
2.农业领域基因测序技术在农业领域的应用主要涉及到植物基因组的测序和分析。
通过分析植物基因组的结构和功能,可以实现农作物的基因改良和品种选择,从而提高农产品的质量和产量。
3.生物科技领域基因测序技术在生物科技领域的应用包括了基因研究、新药研发、食品安全等多个方面。
例如,生物医学研究可以通过对基因序列的测序和分析,发现新的药物靶点和治疗策略。
在食品安全方面,基因测序技术可以进行食品中的基因成分检测和鉴定,确保食品安全和品质。
新一代测序技术的发展及应用前景

新一代测序技术的发展及应用前景一、本文概述随着生物信息学的高速发展,新一代测序技术(Next Generation Sequencing,NGS)已经成为现代生命科学研究中不可或缺的工具。
它以其高通量、高效率、低成本的特点,颠覆了传统的测序方法,极大地推动了基因组学、转录组学、表观组学等多个领域的研究进展。
本文将对新一代测序技术的发展历程进行简要回顾,重点介绍其在生命科学、医学、农业、工业生物技术等领域的应用现状,并展望其未来的发展趋势和应用前景。
通过对新一代测序技术的综合分析,旨在为读者提供一个全面、深入的了解,以期推动该技术在更多领域的应用和发展。
二、新一代测序技术概述新一代测序技术(Next Generation Sequencing,NGS),又称为高通量测序技术,是近年来生物科技领域的重要突破。
与传统的桑格测序法相比,NGS具有更高的测序通量、更低的成本和更短的时间周期,极大地推动了基因组学研究的进步。
NGS的核心原理是基于边合成边测序的方法,通过捕获DNA片段并将其固定在特定的芯片或流动池上,然后利用测序引物和荧光标记的核苷酸,逐个确定DNA的碱基序列。
这一过程中,高通量的测序仪器能够并行处理大量的DNA片段,从而实现了快速的基因组测序。
NGS技术主要包括芯片测序和离子半导体测序两大类。
芯片测序以Illumina公司的测序平台为代表,通过桥式PCR扩增和可逆终止子的化学发光法,实现了高通量的测序。
而离子半导体测序则以Ion Torrent公司的测序平台为代表,通过半导体芯片上的氢离子释放引起的电流变化来检测DNA序列。
NGS技术具有广泛的应用领域,包括基因组重测序、转录组测序、表观基因组测序等。
在基因组重测序方面,NGS能够快速地获得个体或物种的完整基因组序列,为基因功能研究和疾病发生机制的解析提供了有力工具。
在转录组测序方面,NGS能够全面地检测基因表达情况,为基因表达调控和疾病诊断提供了新的思路。
华大 核酸 报告

华大核酸报告引言近年来,随着核酸测序技术的快速发展,华大公司在核酸领域取得了重要的突破。
华大核酸报告是一种基于核酸测序结果的高度精准的分析报告,为医学诊断、个体健康管理等提供了有力的支持。
本文将介绍华大核酸报告的相关内容。
核酸测序1.核酸测序技术的发展历程–1977年,Sanger 等人发明了首个核酸测序方法,即 Sanger 测序法。
–2005年,第一代高通量测序技术(Next GenerationSequencing, NGS)成功商业化。
–2007年,Illumina 公司推出了 HiSeq 2000 平台,进一步推动了核酸测序技术的发展。
2.核酸测序的原理–核酸测序通过将待测样品中的 DNA 或 RNA 片段进行扩增、纯化、分离,并通过高通量测序仪读取测序数据。
–高通量测序仪读取的数据经过计算机处理,得到测序结果。
华大核酸报告的特点1.高精度与高可靠性–华大核酸报告采用了最先进的核酸测序技术,能够获得高精度的测序结果。
–华大公司具有丰富的核酸测序经验和领先的测序设备,确保报告的可靠性。
2.多领域应用–华大核酸报告广泛应用于医学诊断、个体健康管理等领域。
–在医学诊断方面,华大核酸报告可以帮助医生准确判断疾病类型,指导治疗方案的选择。
–在个体健康管理方面,华大核酸报告可以提供个体的遗传信息,帮助个体了解自身的健康状况。
3.定制化报告–华大核酸报告可以根据客户的需求进行定制化。
–定制化报告可以针对特定疾病或特定基因进行分析,提供更加个性化的诊断和建议。
华大核酸报告的应用案例1.基因突变的筛查–华大核酸报告可以对基因组进行全面的测序,发现潜在的基因突变。
–基因突变的筛查可以为遗传病的早期诊断和治疗提供重要依据。
2.个体化用药指导–华大核酸报告可以分析个体的药物代谢能力、药物敏感性等信息。
–个体化用药指导可以帮助医生选择最适合患者的药物及剂量,提高治疗效果。
结论华大核酸报告作为一种基于核酸测序结果的高精度分析报告,为医学诊断、个体健康管理等领域提供了有力的支持。
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核酸测序技术的回顾与展望卢辰蔬菜学2009305010014摘要在过去的30多年中,核酸(包括DNA和RNA)测序技术,作为最重要的分子生物学研究手段之一,经历了多次技术突破,数据产出能力呈指数增长,并且测序技术本身也演变成为生物工程和物理学的新技术增长点。
本文回顾了从第一代Sanger测序到下一代测序的技术特点和应用,并对即将投入应用的第三代测序技术进行了前瞻性的展望。
关键词:核酸测序下一代测序AbstractAs one of the most important tools of molecular biology, the nucleic acid (including DNA and RNA) sequencing technology has experienced several breakthroughs in the past three decades. The sequencing technology has not only been improving its productivity in the exponential growth rate but also been evolving into a new layout of technological territories toward bioengineering and physical disciplines. This view look into the technical characteristics and applications from Sanger sequencing to the next generation sequencing, and provide prospective insights into the third generation sequencing.Keywords: Nucleic acids sequencing, next generation sequencing现代生物学的核心问题之一,就是遗传信息的传递、表达及其调控。
为了理解这个问题,获得遗传信息的携带者——核酸(DNA和RNA)的具体序列,就显得尤为重要。
因此,核酸测序技术也就顺理成章地成为分子生物学的核心研究手段之一。
上世纪70年代中期,Frederick Sanger发明了末端终止测序技术,因此获得1980年诺贝尔化学奖。
随即,基于Sanger法的第一代自动化测序技术被开发出来,人们终于可以大批量地深入了解生物遗传的密码。
近40年来,测序技术领域发生了翻天覆地的变化,测序通量的升级速率,犹如半导体工业的摩尔定律(Moore’s Law)一般呈指数级地增长。
测序技术的高速发展,海量涌现的序列数据,改变了整个生命科学领域的研究方式,并推动了基因组学、生物信息学、系统生物学、合成生物学等等一系列学科的创立和发展。
而这些学科的发展,又需要更加强大的测序技术来提供更多更精确的数据加以支持,反过来也激励了相关技术理论和工程实践的进一步发展。
无论哪种测序技术,基本都可以被认为是模板制备,读取碱基信息和显示,以及数据分析这几个部分的组合。
本文根据国际上通行的世代划分,对测序技术的发展历程及其应用进行回顾和展望。
I 第1代测序技术——Sanger末端标记法第1代测序技术,都是基于Sanger发明的人工末端标记法(Sanger, 1988)。
其主要思路是在待测序列的一端加上统一的测序接头,用放射性同位素标记根据接头设计的引物,然后由此开始延伸待测序列。
这个过程要进行四套独立的反应,每套反应中分别加入四种双脱氧核苷三磷酸(ddNTP) 中的一种。
由于ddNTP缺乏延伸所必要的3’-OH,这样每套反应中延长的寡聚核苷酸链就会选择性地在不同的A、C、G、T处终止,得到一组长度不同的链终止产物。
然后利用高分辨率的变性凝胶电泳在四个泳道中分离各个片段,通过读取放射自显影显示的不同长度片段就可获得每个位置上的碱基信息。
1.1 最早版本的自动化测序技术20世纪80年代中期,加州理工学院的Leroy Hood研究组在Sanger法的基础上发明了最早版本的第1代测序仪,最大的改进就是不再在引物上进行同位素标记,而是采用不同颜色的荧光基团直接标记不同的ddNTP,这样在一个反应体系中就可以同时进行四种末端终止反应,然后采用聚丙酰胺凝胶电泳分离,通过计算机来读取并分析荧光信号。
第二年,ABI公司采用这个技术推出了第一款半自动DNA测序仪ABI 370,并迅速推广开来。
1.2 改进后的第1代测序技术上世纪末,在第1版技术基础上上,研究者采用紧凑的毛细管电泳代替了平板电泳,采用自动上样,大大降低了试剂的消耗,同时测序进程的并行化程度也随之大幅提升。
采用这种改进版技术的ABI 3730和Amersham Mega-BACE等测序仪终于实现了测序的完全自动化,并在最早开展的几个物种全基因组测序计划,尤其人类基因组计划的后期阶段起到了关键作用。
经过二十年的逐步改进,第1代测序仪的读长可以超过1,000 bp,原始数据的准确率可以达到99.999%,每千碱基序列的成本是0.5美元,每台测序仪的数据通量可以达到6×105bp/day。
但是由于第1代测序技术对电泳分离技术的依赖,很难再进一步提升分析速率和并行化程度,其发展已经到达了极限。
当然,第1代测序技术经过多年的考验,在低通量常规测序,比如PCR产物测序、质粒和细菌人工染色体的末端测序等等方面还将会继续得到广泛应用。
II 第2代测序技术——微阵列循环合成法随着现代生物学的发展,研究者对测序通量的要求越来越高。
为了满足这样的要求,人们开发出了多种多样的下一代测序技术(next-generation sequencing, NGS)。
尽管这些技术的生化基础和实现手段各有千秋,但是其基本思想都是采用矩阵结构的微阵列形式,实现样品的微量化和处理的大规模并行化。
大概的测序流程也大同小异,首先制备测序对象模板文库,在双链片段两端连接上接头序列,变性得到单链模板,固定到反应介质上,对样本文库进行扩增,然后开始测序反应,在测序反应进行的过程中通过显微设备观测并记录连续循环反应中的光学信号,来获得每个位置上的碱基信息(Metzker, 2010)。
相比第1代测序技术,NGS有下列几个显著特点:第一,微阵列形式可以实现大规模并行化。
第二,不采用电泳,样本和试剂的消耗大大降低,设备也易于微型化。
第三,由于对序列信息的获取是直接读取反应中的光学信号,因此从理论上说,检测独立光学事件所需要的波长,即光的衍射极限,才是并行化程度的极限。
2.1 目前已经应用的下一代测序技术NGS技术在上世纪90年代末就已经研发出来,而在2005年之后纷纷投入实际使用。
其中Roche 454,Illumina Solexa和Life/APG’s SOLiD三种是大规模商业化应用最为广泛的,此外还有一些未能得到普遍应用的。
2.1.1 Roche 454Roche公司的454测序仪利用微乳滴PCR (emulsion PCR, emPCR) 扩增单链文库片段,采用焦磷酸法来进行测序。
首先将已经固化了引物的玻璃微球和单链文库模板与脱氧核苷三磷酸(dNTP)、聚合酶等PCR反应体系必要化合物一起混合,微球和文库片段按一定比例确保大多数微球结合的单链核酸分子不超过1个。
整个反应体系是水油混合物,以玻璃微球为中心形成油包水结构的乳滴,每个乳滴都是一个PCR 反应的微量反应器。
经过多轮循环反应,每个微球表面都结合了数千个相同的DNA 拷贝。
变性后,使微球上结合的都是单链DNA 片段。
再富集微球,转移并放置到刻有大规模规则微孔阵列的微孔板上,每个微孔只能容纳一个微球(图1a )。
随后的测序反应在微孔板上进行。
微孔板是流通池的一部分,一面可以通过测序反应的化合物,另一面与光学检测系统连接。
顺次向流通池中加入4种dNTP 中的一种,流过微孔板的一面。
当dNTP 与脱氧核糖骨架连接后释放出焦磷酸,在向测序反应体系中事先加入的A TP 硫酰化酶和荧光素酶作用下产生一系列级联反应,放出不同的光信号。
每个微孔中光信号的有无,就表明对应的dNTP 是否连接到了片段上,也就确定了该位置是否存在这个碱基(图1b )。
454测序仪采用的焦磷酸测序法不需要额外的化合物用于DNA 链的延长,扩增反应可以一直进行,出错的几率也较低,因此在多种NGS 技术中,测序速度较快,读长最长可以达到500 bp 。
但是由于没有特定的终止基团来停止链的延伸,在遇到相同核苷酸连续排列的区域时,不得不依靠光信号的强度来推断同聚核苷酸的长度,很容易产生错误。
因此454测序仪主要的错误类型是碱基的插入和缺失,而不是替换。
454测序的另一个缺点是焦磷酸检测需要的酶种类较多,试剂价格相对较高。
2.1.2 Illumina SolexaIllumina 公司的Solexa 技术,是通过固相扩增(solid-phased amplification) 来扩增单链文库,采用合成法进行测序。
单链DNA 两端加上非对称的通用接头,接头与事先固定在固相芯片表面的序列互补,因此单链DNA 就结合到芯片表面形成桥式结构。
然后使用接头引物进行PCR 扩增,在一个芯片上可以形成上亿个不相关的单链DNA 分子簇,其一端固定在芯片表面,另一端是自由的(图2a )。
随后测序引物就可以杂交到自由的通用接头序列上,开始测序反应。
测序使用的dNTP 经过改造,每种碱基被不同的荧光基团标记,同时脱氧核糖的3’-OH 被封闭,这样每轮测序循环只能延伸一个核苷酸。
图1. Roche 454测序原理a. 微乳滴PCR ;b. 焦磷酸法测序引自Metzker, 2010读取碱基荧光信号,就能知道这一轮每个簇结合上的是什么核苷酸,也就获得了模板中这一位置的序列信息。
然后切除荧光基团,打开被封闭的3’-OH ,继续进行下一轮反应(图2b )。
Solexa 法的合成测序过程,要求每一个簇中所有DNA 链的延伸要保持同步。
但由于化学反应的错误难以避免,例如不能及时切掉荧光基团或者去除封闭基团,这就会导致一个簇中的DNA 链延伸长短不一,进而引起光信号的衰减或相位偏移。
因此Solexa 法的错误主要是碱基的替换,并且这种错误是可以随着链的延伸而累加的,因而也限制了Solexa 测序的读长,目前经过改进也只能达到100 bp 。
2.1.3 Life/APG ’s SOLiDLife/APG 公司的SOLiD (supportoligonucleotide ligation detection) 测序仪,与454同样通过与玻璃微球结合的微乳滴PCR 来扩增模板文库,但测序反应采取的是连接反应,而不是聚合反应,同时使用双碱基编码策略来检测错误。