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测序仪简介

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测序技术及测序仪简介

一.第一代测序技术 1.1第一代测序技术原理

第一代DNA测序技术用的是1975年由桑格(Sanger)和考尔森(Coulson)开创的链终止法或者是1976-1977年由马克西姆(Maxam)和吉尔伯特(Gilbert)发明的化学法(链降解). 研究人员在Sanger法的多年实践之中不断对其进行改进,在2001年,完成的首个人类基因组图谱就是以改进了的Sanger法为其测序基础。

Sanger法原理:在模板中首先分别加入A、T、G、C和四种ddNTP双脱氧核苷酸(加入ddNTP序列合成会终止),如下图第一个加入ddATP,这样每一个位置上的A位置会大量的被ddATP替代,然后终止,然后再分别加入其他的ddNTP,让他随机终止。这样对得到的这些序列进行跑胶。就得到了如下的胶图。根据ACGT的加入顺序和位置,获取信息。这个方法准确率高,费用高,是先合成,再测序的。

1.2第一代测序仪

第一代测序仪基于Sanger原理,用荧光标记代替同位素标记,并用成像系统自动检测,从而大大提高了DNA测序的速度和准确性。

应用最广泛的是applied biosystems(ABI)3730系列自动DNA测序仪。例如ABI3730XL测序仪拥有96道毛细管,四种ddNTP分别用不同的荧光标记,被CCD系统识别后,直接翻译成DNA序列。

图一:ABI3730XL

二.第二代测序技术(高通量测序) 2.1 常见二代测序技术平台:

第二代测序技术一般采用边合成边测序的方法。二代测序仪市场初期,有三家公司推出了各自的测序平台,分别是:

ABI公司:Solid平台 罗氏454公司:GS FLX平台 Illumina公司:Solexa Genome Analyzer 三种二代测序技术对比如表一。

测序技术平台 上市时间 价格(万美元) 单次反应数据量(G) 读长 优势

454 2005 50 0.4

Solexa 2007 45 20

Solid 2007 59 50

400 长读长

50x2 50

低测序成本,高高通量,高准确

性价比

表一:三种二代测序平台对比

现在国内市场占有率高的是Illumina公司的二代测序仪,许多国内的基因测序公司例如安诺优达,华大基因等也采用Illumina平台推出了自己的二代测序仪。

2.2Illumina的二代测序仪产品很多,大致有下面几个系列: 2.2.1 HiSeq系列——HiSeq 2000,HiSeq 2500,HiSeq 3000,HiSeq 4000

HiSeq系列测序仪问世以来,以通量高,产量大,生产规模著称,能

够快速、经济的进行大规模平行测序,在大型全基因组测序,全转录组,全外显子组测序,靶向基因测序方面优势明显。HiSeq 3000/4000系统则基于成熟的HiSeq 2500系统,采用创新的有序流动槽技术最大限度提高效率,3.5天内可完成12个基因组、100个转录组或180个外显子组测序。HiSeq 3000/HiSeq 4000测序系统为生产级测序能力设立了一个全新的标准。

2.2.2 HiSeq X系列——HiSeq X Five,HiSeq X Ten

HiSeq X Ten系统的问世完成了人类历史上一大里程碑事件——千元基因组时代的到来。HiSeq X Ten系统是由一套共10台超高通量的HiSeq X仪器组成,每年能带来超过18,000个人类基因组,而每个基因组的价格约为1000美元,让癌症和复杂疾病的研究达到新的水平。安诺优达于2016年4月引进HiSeq X Ten系统,此次合作将进一步提升安诺优达的基因测序平台实力,也为精准医疗和科研服务两大核心业务领域的数据吞吐量建立重要竞争力,为全球化业务拓展建立硬件基础。

2.2.3 NovaSeq系列——NovaSeq 5000系统,NovaSeq 6000 系统

测序仪简介

测序技术及测序仪简介一.第一代测序技术1.1第一代测序技术原理第一代DNA测序技术用的是1975年由桑格(Sanger)和考尔森(Coulson)开创的链终止法或者是1976-1977年由马克西姆(Maxam)和吉尔伯特(Gilbert)发明的化学法(链降解).研究人员在Sanger法的多年实践之中不断对其进行改进,在2001年,完成的首个人类基因组图谱就
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