新一代测序如何工作?我们的服务如何节省时间和金钱

转换成存储在半导体芯片上的数字信息(0,1)，类似于你的数码相机。一些系统本质上就像世界上最小的固体pH计来测定DNA序列。

DNA被分割成碎片，附着在微珠上，然后沉淀在芯片表面的数百万个孔中。然后将一个又一个核苷酸依次注入孔中。

如果一个核苷酸被整合到珠状DNA链中，就会释放出一个氢离子，由井下的离子传感器测量化学变化，并称之为碱基。

该过程同时在数百万口井中进行，只需几个小时即可完成排序。

DNA连接酶用于确定目标DNA分子的潜在序列。基于荧光标记的探针与邻近引物模板的互补序列杂交。

加入DNA连接酶后，将染料标记探针与引物连接。将未结扎的探针洗去，并用荧光成像对结扎的探针进行识别。

使用两种不同的引物，通过两个独立的连接反应有效地探测每个碱基。

在SMRT技术中，DNA聚合酶将自己附着在一条DNA链上进行复制，在其附着点检查单个碱基，然后确定复制单个碱基所需的四个构建块(或核苷酸)中的哪一个。

在确定需要哪种核苷酸后，聚合酶将该核苷酸并入正在产生的生长链中。

结合后，酶进入下一个被复制的碱基，然后重复这个过程。

测序模板固定在专有的流式细胞表面，旨在以一种便于酶接触的方式呈现DNA，同时确保表面结合模板的高稳定性和荧光标记核苷酸的低非特异性结合。

固相放大可以在近距离内对每个模板分子产生多达1000个相同的副本，从而形成一个簇，而且由于这个过程不需要将珠粒定位到井中或机械定位，因此可以获得更高的密度。

SBS技术使用四种荧光标记的核苷酸，使用一种专利的基于可逆终止子的方法，对流动细胞表面的数千万个簇并行排序。

这使得检测单个碱基，因为他们被纳入增长的DNA链。由于在每个测序周期中都存在四种可逆的终止子结合dNTPs，自然竞争使合并偏差最小化。

结果是碱基逐一排序，使高度准确的数据，广泛的应用范围。

纳米孔技术是目前正在发展的一种令人振奋的新方法。

这项技术记录了核酸通过合成或蛋白质纳米孔时电流的特征变化，理论上可以在不产生新的DNA链的情况下，一步完成完整染色体的测序。

NGS可以与许多现有的测序技术进行比较，如微阵列、定量PCR (qPCR)和Sanger测序。然而，NGS和Sanger测序经常被比较最多。虽然两者在原则上是相似的，但它们之间的主要区别是每一种方法的测序量。

这两种技术都使用DNA聚合酶将荧光核苷酸一个接一个地添加到生长中的DNA模板链上，以便用荧光标签识别合并的核苷酸。然而，桑格测序被一些人认为是DNA测序技术的黄金标准，一次只能对一个DNA片段进行测序。另一方面，NGS每次运行可以对数百万个片段进行测序。

如今，NGS经常与Sanger测序配对。由于其较高的精度，它经常被用于验证NGS结果。桑格测序法和下一代测序法在当今的许多实验室中都被用于基因分析，因为这两种方法实际上可以相互支持，产生更准确、更可靠的结果。

虽然NGS被认为是一种适用于生命科学研究的成熟分析技术，但分析工作流程仍然需要大量的生物信息学专业知识。

生物信息学，在基因组学和分子病理学的背景下，使用计算、数学和统计工具来收集、组织和分析大型和复杂的基因测序数据和相关的生物数据。

建立大规模分析工作流的一些常见挑战包括分析软件工具的适当选择，使用高性能计算并行化和加速技术加速整个过程，开发自动化策略，数据存储解决方案，以及开发跨多种实验条件充分利用分析结果的方法。

最近，NGS开始扩展到临床环境，在那里它帮助诊断，实现个性化治疗方法。针对癌症患者最常见的NGS检测方法之一是靶向小组测序，它通常会询问数百个靶向基因。

测序仪产生大量的定量和复杂的测序数据，许多临床实验室依靠这些数据来确定具有临床相关性的基因改变。在当今的临床环境中，创建一个资源密集型的数据处理管道来分析所有生成的NGS数据已经变得非常必要。

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