DNA測序技術的現狀和發展（五）分析測試百科網wiki版

發布時間：2020-07-13 11:41 原文鏈接： DNA測序技術的現狀和發展（五）

1.3 AB SOLiD測序儀

AB SOLiD測序儀可以對由任何方法制成的DNA文庫進行測序。AB SOLiD測序儀有一個極大的特點就是能夠將富集模板片段的微珠在芯片上進行高度可控的任意排列。AB SOLiD測序儀也是使用如圖5a中所示的微乳液PCR方法擴增模板片段的，不過，它這里使用的是直徑只有1μm的小磁珠。PCR擴增反應結束之后，微乳液滴被打破，小磁珠被富集起來固定到固態平板上，制成高密度測序芯片。后面的合成測序法由DNA連接酶而非DNA聚合酶完成。

首先，通用引物與模板片段兩端的接頭序列互補結合，然后連接酶將一個被熒光標記的8bp長的核酸探針片段（fluorescently labeled octamers）連接到引物末端（圖6c）。這段8bp長的核酸探針片段是經過設計的，比如其中第五位堿基上就標記了熒光。連接反應完成之后，就可以采集熒光圖像，然后在第五位堿基和第六位堿基之間切斷，去掉熒光標簽。如此反復，就可以獲得每間隔四個堿基的第五號堿基的確切信息，比如第5號堿基、第10 號堿基、第15號堿基以及第20號堿基等等。經過幾輪這樣的循環之后，已經獲得延伸的引物會變性脫落，再重新結合上新的引物從頭開始新一輪測序，不過這一次可能獲得的是第4號堿基、第9號堿基、第14號堿基以及第19號堿基的信息。我們可以使用不同長度的引物（+1或者-1）或者使用在不同位點（比如第2 號堿基）標記熒光的8bp核酸探針片段達到這個目的。如此反復，最終就能獲得整條模板片段的完整序列信息。

AB SOLiD測序儀還有一個特點就是使用了雙堿基編碼技術（two-base encoding），該技術具有誤差校正功能，因為它是通過兩個堿基來對應一個熒光信號而不是傳統的一個堿基對應一個熒光信號，這樣每一個位點都會被檢測兩次，因此出錯率明顯降低。

Polonator測序儀是一個和AB SOLiD測序儀比較相似的產品，因為它也運用了J.S等人和哈佛大學Church研究小組開發的部分系統。Polonator測序儀同樣也使用微乳液 PCR法擴增模板片段，使用連接酶法測序。不過，Polonator測序儀的價格要比其它第二代測序儀低得多。而且更重要的是，Polonator測序儀是一個開源的設備，用戶可以通過自己編程“設計”出最適合自己的測序儀。不過，Polonator測序儀目前可測序的長度還非常有限。

值得注意的是，454測序儀、SOLiD測序儀以及Polonator測序儀還都存在一個共同的不足，那就是微乳液PCR技術實在是太過麻煩并且對實驗操作的技術要求較高。不過從另一方面來說，使用僅僅只有1μm大小的磁珠構成的高密度測序芯片進行測序（不論是使用聚合酶法、連接酶法，還是其它的生化方法）是最有可能實現的高通量測序方法。因為1μm是衍射技術（diffraction）所能分辨的極限大小了。另一方面，最近報道的使用1μm磁珠進行高分辨率芯片點樣技術的突破，使我們有望實現每個測序模板一個像素（one pixel per sequencing feature）的愿望。

1.4 HeliScope測序儀

HeliScope測序儀是由Quake團隊設計開發的，它實際上也是一種循環芯片測序設備。不過，HeliScope測序儀最大的特點是無需對測序模板進行擴增，它使用了一種高靈敏度的熒光探測儀直接對單鏈DNA模板進行合成法測序。首先，將基因組DNA切割成隨機的小片段DNA分子，并且在每個片段末端加上poly-A尾。然后通過poly-A尾和固定在芯片上的poly-T雜交，將待測模板固定到芯片上，制成測序芯片。最后借助聚合酶將熒光標記的單核苷酸摻入到引物上（圖6d）。采集熒光信號，切除熒光標記基團，進行下一輪測序反應，如此反復，最終獲得完整的序列信息。根據最近的報道，經過數百輪這種單堿基延伸可以獲得25bp或更長的測序長度。HeliScope測序儀的其它特點見表6。