基因测序技术的CCD相机DNA测序技术,即测定DNA序列的技术。在分子生物学研究中,DNA的序列分析是进一步研究和改造目的基因的基础。早在DNA双螺旋结构(Watson and Crick,1953)被发现后不久就有人报道过DNA测序技术,但是当时的操作流程复杂,没能形成规模。随后在1977年Sanger发明了具有里程碑意义的末端终止测序法,同年A.M.Maxam和W.Gilbert发明了化学降解法。Sanger法因为既简便又快速,并经过后续的不断改良,成为了迄今为止DNA测序的主流;按照时间的关系,采用这两种原理的手动测序方法被称为第一代基因测序技术。 然而随着科学的发展,传统的Sanger测序已经不能完全满足研究的需要,对模式生物进行基因组重测序以及对一些非模式生物的基因组测序,都需要费用更低、通量更高、速度更快的测序技术,因此第二代或者下一代自动测序技术(Next-generation sequencing)应运而生。第二代测序技术的核心思想是边合成边测序(Sequencing by Synthesis),即通过捕捉新合成的末端的标记来确定DNA的序列,现有的技术平台主要包括Roche公司的454 FLX测序仪、Illumina公司的Solexa Genome Analyzer测序仪和Applied Biosystems Life Technology(ABI)公司的 SOLID system测序仪。这三个技术平台各有优点,454 FLX的测序片段比较长,高质量的读长(read)能达到400bp;Solexa测序性价比最高,不仅机器的售价比其他两种低,而且运行成本也低,在数据量相同的情况下,成本只有454测序的1/10;SOLID测序的准确度高,原始碱基数据的准确度大于99.94%,而在15X覆盖率时的准确度可以达到99.999%,是目前第二代测序技术中准确度最高的。 所有的下一代基因测序平台都遵循了类似的工作流程,如下图所示,都要经过克隆扩增以加强测序过程中的光学灵敏度。首先,构建DNA模板文库,通过随机打断基因组DNA获得DNA文库片段(长度为数十到数百碱基),或者构建控制距离分布的配对末端片段;在双链片段的两端连上接头序列,然后变性得到单链模板文库,并固定在固体表面上,固体表面可以是平面或者微球的表面;在芯片上形成DNA簇阵列的DNA簇或者扩增微球,利用聚合酶或者连接酶进行一系列循环的反应操作,通过显微检测系统监控每个生化循环反应中的产生的光学事件,并且用CCD相机将图像采集并记录下来,由于数据量比较大且光信号比较弱,因此要求CCD具有很好的灵敏度且很快的读出速度;然后对产生的阵列图像进行时序分析,获得DNA 片段的序列,然后按照一定的计算机算法将这些片段组装成更长的重叠群。 目前第二代基因测序技术是世界上主流的基因测序技术,也是最为成熟的基因测序技术。 先锋科技股份有限公司代理的CCD Camera可以用于用于基因测序中微弱荧光的探测: 分享到:
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