常用的五种基因测序仪器的比较

1、惯用五种基因测序仪器比较学 院 生命科学学院 专业班级 级生物技术4班 学生姓名 徐 志 超 指导教师 高 玉 千 常用的五种基因测序仪器的比较第1页主要内容三代测序技术简况五种测序仪器原理和特征五种测序仪器比较常用的五种基因测序仪器的比较第2页以试验方法和试验仪器改进为标志DNA测序技术迄今经历了三代发展代数测序技术特点代表仪器第一代sanger测序法低通量，高成本ABI 3730XL第二代循环芯片技术高通量高效率成本底Illumina GA ROCH-454 ABI-SOLID第三代单分子测序试剂用量少，成本更低HeliScope常用的五种基因测序仪器的比较第3页一、测序仪之ABI 373

2、0XLABI 3730XL测序原理 sanger 法：毛细管电泳分离电脑荧光检测数据分析可得到DNA碱基序列。常用的五种基因测序仪器的比较第4页2. ABI 3730 xl特征经过几十年逐步改进, ABI 3730 xl测序仪读长能够超出1000 bp, 原始数据准确率能够高达99.999%测定每千碱基序列成本是 0.5 美元, 天天数据通量能够到达 600 000 碱基 不过ABI 3730 xl测序技术在速度和成本方面都已到达了极限. 因为其对电泳分离技术依赖,使其难以深入提升分析速度,而且难以经过微型化降低测序成本. 尽管如此, ABI 3730 xl方法可靠、准确,且已形成规模化, 尤

3、其是在 PCR 产物测序、质粒和细菌人工染色体末端测序、以及STR基因分型方面,将继续发挥主要作用. 常用的五种基因测序仪器的比较第5页二、测序仪之ABI SOLID ABI SOLID测序原理：制备DNA文库乳液PCR/微珠富集连接酶测序:SOLiD连接反应底物是8碱基单链荧光探针混合物。连接反应中，这些探针按照碱基互补规则与单链DNA模板链配对。这么经过五轮测序反应后便能够得到全部碱基序列SOLID双碱基编码矩阵常用的五种基因测序仪器的比较第6页探针5末端标识了1种颜色荧光染料。探针3端15位为随机碱基，其中第1、2位组成碱基对表征探针染料类型，而35位“n”为随机碱基，68位“z” 是能

4、够和任何碱基配正确特殊碱基。SOLiD测序反应每一轮测序反应会连接第15位碱基，同时切除第68位碱基，同时统计下第12位碱基决定荧光颜色，常用的五种基因测序仪器的比较第7页SOLID双碱基编码矩阵两个碱基共同决定一个颜色，能够极大提升测序准确率常用的五种基因测序仪器的比较第8页五轮测序反应反应后，按照第0、1位，第1、2位. 次序把对应于模板序列颜色信息连起来，就得到由“0，1，2，3”组成SOLiD原始颜色序列。常用的五种基因测序仪器的比较第9页2. ABI SOLID特征无以伦比通量 当前SOLiD 3系统单次运行能产生50 GB人基因组序列数据，相当于基因组17倍覆盖度，这显然是其它任一

5、台新一代测序系统都无法到达准确性。 新超准确检测模块（ECC模块）将提供高达99.99%准确性；多达98%可定位碱基质量值高于45；更多标签以提升灵敏度和动态范围；高准确性原始读序，支持无参考序列数据分析。 常用的五种基因测序仪器的比较第10页三、测序仪之Illumina Genome Analyze Illumina GA测序原理制备DNA文库桥式PCR产生DNA簇测序加入DNA聚合酶和带有4种荧光标识dNTP。 每个循环掺入单个碱基。用激光扫描反应板表面，读取所聚合上去核苷酸种类。之后，将这些基团化学切割，恢复3端粘性，继续聚合第二个核苷酸。如此继续下去，直到每条模板序列都完全被聚合为双链

6、。这么，就能够得知每个模板DNA片段序列。 常用的五种基因测序仪器的比较第11页桥式PCR常用的五种基因测序仪器的比较第12页2. Illumina GA特征1. 可扩展超高通量Genome Analyzer系统当前每次运行后可取得超出20 GB高品质过滤数据。经优化后通量还有望上升到95 GB，相当于人类基因组30倍覆盖度。2. 需要样品量少Genome Analyzer系统需要样品量低至100ng，能应用在很多样品有限试验（比如免疫沉淀、显微切割等）中。3. 简单、快速、自动化Genome Analyzer系统提供了最简单和简练工作流程。制备样品文库能够在几小时内完成，一个星期内就能得到高

7、准确度数据。自动化流程不降低了手工操作误差和污染可能性，也不需要机器人操作或洁净室。常用的五种基因测序仪器的比较第13页四、测序仪之ROCH-454 454测序原理及流程文库制备 乳液PCR扩增 焦磷酸测序 常用的五种基因测序仪器的比较第14页乳液PCR扩增焦磷酸测序常用的五种基因测序仪器的比较第15页2. ROCH-454优势454平台突出优势是读长。当前454系统序列读长已超出400 bp。即使454平台测序成本比其它平台要高很多，不过对于那些需要长读长应用，如从头拼接和环境微生物组学，它仍是最理想选择。 常用的五种基因测序仪器的比较第16页五、测序仪之HeliScope HeliScop

8、e 测序原理将基因组DNA切割成随机小片段DNA分子，而且在每个片段末端加上poly-A尾经过poly-A尾和固定在芯片上poly-T杂交，将待测模板固定到芯片上，制成测序芯片最终借助聚合酶将荧光标识单核苷酸掺入到引物上。采集荧光信号，切除荧光标识基团，进行下一轮测序反应，如此重复，最终取得完整序列信息。常用的五种基因测序仪器的比较第17页2. HeliScope 优势单分子测序降低了试剂使用，测序成本价格大大降低，使得人基因组测序低于1000美元慢慢走向可能。不需要扩增建立DNA库，从而切断数据结果中潜在错误起源 常用的五种基因测序仪器的比较第18页五种测序仪器比较由上表能够看出，第二代和第

9、三代测序仪因为消耗试剂少在测序费用上有了显著降低，不过在读长上3730 xl依然含有绝正确优势，不过伴随技术完善，新一代测序仪依然拥有极大提升空间。常用的五种基因测序仪器的比较第19页测序仪器所采取测序技术校错方法高通量优势方面上市时间3730XL鸟枪Sanger测序法 毛细管电泳技术主要用于KBMB级别测序常规测序，高准确度ABI SOLiD微乳液PCR扩增连接酶法测序双碱基编码技术最高可达180 GB第二代测序仪中准确度最高1月SolexaGA桥式PCR技术合成测序法经过质量优化将错误率降低到0.1%可取得超出20 GB高品质数据检测同聚物ROCH-454GS FLX大规模并行焦磷酸合成测序法每轮运行能取得4-6亿个碱基对超长读长400bpHeliScope大规模并行单分子焦磷酸合成测序法重新以反方向再次 测序当前测序读长较短检测碱基替换突变，费用低 2月常用的五种基因测序仪器的比较第20页怎样选择适当测序仪 测序准确度和各自优势考虑：比如是善于发觉插入、缺失突变还是善于发觉碱基替换突变。 项目考量：比如重测序对于测序长度要求没有从 头测序要求高；对于需要依靠标签计数测序项目，会更 加需要能将待测片段分割成尽可能多、尽可能小片段