测序技术及常见的有几种平台类型

浪浪沙

　　其实，早在DNA双螺旋结构发现后不久，名为降解法(sequencing by degradation，SbD)的DNA测序技术便已经被发明出来，但是该方法操作复杂，结果不稳定，测序平台在当时没有被推广开来进行规模化的应用。紧接着，Sanger和Coulson在1975年发明了“Plus and Minus”测定DNA序列(Sangerand Coulson，1975);Maxam and Gilbert在1977年又发明了化学降解法测序。最终在同年，Sanger在核酸聚合反应中引入ddNTP(双脱氧核苷三磷酸)，著名的双脱氧链终止法诞生(Sanger，Nicklen，and Coulson，1977)。此外在同一时期，其他的测序方法如连接酶测序法(sequencing by ligation，SbL)、焦磷酸测序法(pyrosequencing)、杂交测序法(sequencing by hybridization，SbH)(Drmanac R.et al.，2001;Drmanac R.et al，1989;Drmanac S.et al.，1998)等，由于技术条件的限制没有获得大规模的应用，这些技术统称为第一代测序技术。
　　第二代测序技术是伴随着人类基因组计划诞生的测序技术(Schuster，2008)。自1990年起，随着测序规模越来越大，高通量测序平台，即第二代测序技术应运而生(Fuller ef al.，2009;Mardis，2008;Shendureand Ji，2008;王曦等，2010)。第二代测序技术主要有三种测序方法：Ilumina公司的边合成边测序技术，在该技术基础之上开发了Genome Analyzer 测序平台;Roche公司的焦磷酸测序技术，也称为454测序技术，在该技术基础上，Roche公司开发了GSFLX、GSJunior测序平台;ABI公司使用连接技术开发了Solid测序平台。
　　最近，第三代测序技术已经被开发出来，以PacBio公司的SMRT和Oxford Nanopore Technologies公司的纳米孔单分子测序技术为代表(Klumpp，Fouts，and Sozhamannan，2012;Niedringhaus et al.，2011)。其中PacBio SMRT的基本原理：DNA聚合酶和模板结合，4色荧光标记4种碱基(dNTP)，不同的荧光配对显不同的颜色。同时DNA聚合酶是实现超长读长的关键之一。尽管该技术测序速度很快，但是其测序错误率高，达到15%。目前只能通过多次测序来进行纠错。Oxford Nanopore Technologies公司的单纳米孔单分子测序技术与以往的测序技术不同之处在于，它是基于电信号的测序技术。该技术的关键在于一种特殊纳米孔的设计，当单链的DNA碱基通过纳米孔时，流过纳米孔的电流强度就会发生变化。从电流的变化来识别不同的碱基，以达到测序的目的。