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Illumina測序儀原理
Illumina新一代測序技術可以高通量、并行對核酸片段進行深度測序,測序的技術原理是采用可逆性末端邊合成邊測序反應,首先在DNA片段兩端加上序列已知的通用接頭構建文庫,文庫加載到測序芯片Flowcell上,文庫兩端的已知序列與Flowcell基底上的Oligo序列互補,每條文庫片段都經過橋式PCR擴增形成一個簇,測序時采用邊合成邊測序反應,即在堿基延伸過程中,每個循環反應只能延伸一個正確互補的堿基,根據四種不同的熒光信號確認堿基種類,保證最終的核酸序列質量,經過多個循環后,完整讀取核酸序列。
? ? ? ?利用該技術,可以對任何物種(包括動物、植物、細菌、病毒、寄生蟲等)在DNA水平上進行全基因組測序、基因組靶向區域測序,檢測基因組范圍內的遺傳變異或多態性,在細菌、病毒等病原溯源上分辨率最高;在RNA水平上進行基因的表達測序分析,準確檢測基因表達量和表達片段的序列信息;對DNA處理后,可以對基因組甲基化水平進行檢測,從表觀遺傳學角度對影響基因表達的因素進行分析;利用轉錄因子的抗體對DNA進行處理,尋找轉錄因子影響的DNA序列信息,定位影響基因表達的片段;自然界存在的微生物基本上都是混合物,傳統的Sanger法測序技術無法對混合物中的各微生物進行準確檢測,利用新一代測序的高通量、并行性特點,通過宏基因組分析方法,可以從整體上對自然界本來狀態進行分析,得到最客觀信息。?
Hiseq 2500系統
HiSeq 2500系統是Illumina第一臺特有兩種運行模式的測序系統,包括快速和高通量兩種模式,可使用一個或兩個flowcells,具有很強的靈活和可擴展性。使用HiSeq v2試劑進行快速運行模式,可將讀長提高到2x250 bp,快速模式提供更加快速的結果、數量有限樣品的高效處理,以及更長的末端配對讀取,這帶來了更深度的覆蓋,并改善de?novo應用的組裝。
高通量模式特別適合樣品量較多的大型研究,或需要最深度覆蓋的應用。HiSeq v4試劑憑借Illumina測序技術上的創新,提供了更高的簇密度和通量,同時增強了HiSeq平臺的整體實用性。這些試劑盒中包含了立即可上樣的試劑,是專為現有的HiSeq測序平臺而設計的。。HiSeq 2500每次運行能產生40億個reads和1 Tb的數據總輸出量。每個流動槽500 Gb,運行周期為6天。這樣,每天產生的數據量達167 Gb。
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?HiSeq 3000/HiSeq 4000測序系統
?HiSeq 3000/HiSeq 4000測序系統是illumina公司于2015年1月新推出的兩款測序系統。HiSeq 3000和4000系統是基于HiSeq 2500系統,并利用了為HiSeq X Ten系統而開發的patterned流動槽技術。其中hiseq3000采用單流動槽,Hiseq4000采用雙流動槽。HiSeq 4000系統提供了最高的通量和每個樣品的最低價格,適合廣泛的應用。而單流動槽的HiSeq 3000系統則享有同樣的低價格和快速運行時間。HiSeq 4000的能夠在3.5天內測序12個基因組、100個轉錄組或180個外顯子組;同時讀長更長,2×150bp的超長讀長,能獲得更佳的序列拼接效果;HiSeq 3000通量為HiSeq 4000的一半。
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PacBio RS II測序儀
PacBio RS測序儀是美國Pacific Biosciences 公司在2011年正式發售的第三代測序系統。并于2013年4月推出了新版本PacBio RS II。該款的單分子實時(SMRT)DNA測序系統能帶來行業最高的一致準確性和最長的讀長,且通量較之前的版本增加一倍。?
基于革命性的SMRT測序技術,PacBio RS II的平均讀長達5,000 bp,最長讀長超過20,000 bp。此系統提供了簡單快速、端對端的SMRT測序流程,適合傳染病、微生物、農業和復雜遺傳病的研究。它讓科學家能夠快速經濟地完成基因組組裝、揭示并了解表觀基因組,以及鑒定基因組變異。
PacBio RS II,可同時觀察的測序反應數量增加一倍,這有效提高了系統通量。讀取數量的增加將推動新的應用,如全長cDNA分析和全長16S宏基因組學。PacBio RS II特有PacBio的C2和XL試劑,自動de novo組裝的新型分析軟件。一致準確性提高到>99.999%(Q50),平均讀長增加4倍,以及DNA起始量降低10倍。
三代測序特點:
讀長長(平均10-15 Kb)
準確度高(30×精度達到99.999%)
無需PCR,無測序偏好性(包括高GC區)
實時測定表觀遺傳修飾(甲基化等)
三代測序應用方向:全長轉錄組測序、基因組Denovo測序,泛基因組測序、16S全長擴增等方向。
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