测序技术的进步与下一代测序应用

DNA测序是指测定核酸序列的过程。Sanger测序是目前中仍在使用的一种测序方法。Frederick Sanger和collogues于1977年引入了“双脱氧”链终止法，并最终用于对整个人类基因组进行测序。人类基因组计划完成后，为了简化测序工作，出现了下代测序液体处理工作站。

Sanger测序

在Sanger测序中，每个测序反应由测序引物、脱氧核苷酸（dATP、dCTP、dGTP、dTTP）、DNA聚合酶、DNA序列和标记的双脱氧核苷酸（ddATP、ddCTP、ddGTP、ddTTP）组成，双脱氧核苷酸比脱氧核苷酸的使用要少得多。双脱氧核苷酸与DNA链的结合阻止了任何其他核苷酸的进一步添加，因此每个片段都以一个标记的核苷酸结束。然后，毛细管凝胶电泳根据DNA序列的长度将其分离，激光激发每个序列末端核苷酸上的标签并生成色谱图。色谱图显示每个核苷酸的荧光峰和序列中核苷酸的顺序。

下一代测序

经过13年的努力，人类基因组计划于2003年完成。人类基因组计划使用Sanger测序法测序，耗费30亿美元。在人类基因组计划以如此巨大的成本和时间完成后，由于测序技术的需要而出现了下一代测序技术。从那时起，各测序公司分别开发了不同的高通量测序方法。例如，Illumina合成测序、Pacific Biosciences公司单分子实时测序，Ion Torrent公司的离子半导体测序、SOLiD公司连接测序等。截至2019年，Illumina、Qiagen和ThermoFisher Scientific是高通量测序产品开发的企业。目前，Illumina拥有90%的测序市场，具有高保真度（准确度>99.9%）。

20世纪90年代以来，测序能力有了显著提高。2005年随着Illumina基因组分析仪系统的引入，每年能够处理1.3个人类基因组。近10年后，随着Illumina HiSeq X 10系列测序系统的出现，每年处理数量增加到18000个人类基因组。此外，欧罗拉下代测序液体处理工作站的引入使得测序成本显著降低。虽然完成人类基因组计划耗费了13年和30亿美元，但目前我们可以在一天内对45个人类基因组进行测序，每个测序大约1000美元。

下一代测序的应用

近年来，在诊断医学和临床医学的实践中取得了重大的技术进步，使人们对遗传病有了更好的认识。单基因和多基因板及检测、全基因组测序（WGS）、全外显子组测序（WES）和无细胞DNA无创性产前检测等都是采用测序技术进行的分子检测。靶向外显子组测序在肿瘤学中越来越流行，用于评估癌症相关基因的全序列。下一代测序可用于RNA测序（RNA seq），也可用于循环肿瘤RNA（ctRNA）的发现。此外，芯片测序（ChIP seq）是染色质免疫沉淀（ChIP）和下一代测序的结合，有助于分析蛋白质与DNA的相互作用。下一代测序的其他应用包括进化生物学、法医学、移植排斥反应和病原体检测。

文库和样品制备是下一代测序中一个费时费力的步骤。在文库准备过程中，适配器会被连接到片段基因组DNA的两端。许多科学家专注于自动化液体处理工作站，以便自动化制备文库，为下一代测序分析做准备。

Aurora Biomed 公司为下一代测序文库制备提供自动化系统，下代测序液体处理工作站有着以下的优势：

1）没有交叉污染迹象；

2）文库产量再现性高；

3）文库产量质量高。

关于作者

Aurora——加拿大欧罗拉生物科技

自1990年以来，Aurora一直通过开发创新的实验室解决方案为全球科学研究界服务。该公司总部位于加拿大温哥华，2007年，Aurora Biomed开设了其亚洲销售和服务中心，以促进向快速增长的亚洲市场的扩张。为了进一步扩大Aurora的市场范围，我们在全球80多个国家建立了积极的经销商网络，为客户提供销售和服务支持。

产品包括：自动化液体处理工作站、原子吸收光谱仪、原子荧光光谱仪、离子通道筛选技术和微波消解系统，它们可以在众多的应用领域中提供高销量的样品处理。

欧罗拉生物科技有限公司是生命科学、环境科学、药物研发/安全和化学分析研究等实验室自动化方案设计与研发的全球性厂商。我们提供的技术与服务可以在提高质量、准确度和精确度的同时提高样品处理量，我们致力于提高人类生活质量及环境的可持续性。