高通量測序 NGS 技術依託的主要原理是什麼?

時間 2021-05-31 00:45:06

1樓:Xi Yang

二代測序不管哪個平台,能夠達到高通量的最核心原理,其實都是稀釋+固定+原位擴增。

稀釋+固定才能讓你測混合樣品。否則就像一代那樣,樣品必須單一。

原位擴增才能讓樣品的訊號測得出來。你要是不擴增也能測出來。。。那基本就是三代了。。。

不管454還是illumina,這方面的策略都是一樣的。區別主要是技術路線上的,比如具體怎麼固定,測定什麼訊號。

2樓:韓默

得分別說。

檢測方法又分為光學的和電化學的兩種。前者的原理實際上是高解析度彩色光電轉換(跟掃瞄器沒有本質區別),後者則通常是基於高靈敏度的微型離子感測器。前者通過檢測縮聚反應產生的聚合物的光訊號判斷反應是否發生,後者通過檢測縮聚反應產生的小分子產物對反應體系的改變判斷反應是否發生。

PS:顯而易見,NGS的突破是半導體技術的突破主導的,在生物化學和分子生物學層面上沒什麼新鮮玩意兒。非終止法的SBS原理同樣適用於像Sanger那樣的單一模板低通量測序(第一代測序),沒什麼想不到或者實現不了的,只是那樣太不經濟了所以沒人做而已。

3樓:godfinger

呃,這個問題如果從專業的角度回答會比較複雜,我嘗試用比較淺顯的例子來回答下,錯了各位看官和題主不要揍我哈。

人的基因組就像一本書,你知道這本書全都由英文單詞組成,但沒有讀該書之前你不知道具體內容,現在假設要讓你完整的把這本書的內容獲取到,即搞清楚從第一頁到最後一頁,每一頁上都有什麼內容,說了些啥。你會怎麼做?

對,從頭到尾讀一遍不就知道了嗎,這難不倒我,哈哈。其實也就這麼回事,但這本書太長了,如果光靠你乙個人從頭到尾讀一遍,即便你以史上最快的速度閱讀,也要讀很久很久才能讀完,所以這個從頭到尾讀一遍的方法成本很高,只適合書本很小的情形,而這本書剛好比較大,這個方法行不通,起碼不能大規模推廣適用。

後來有人就說,如果我找很多人一起讀,每人讀一部分內容,最後再把每個人讀的內容拼起來不就可以加快速度了嗎。是的,很聰明,這就是高通量測序,也就是常說的NGS。但這個方法需要解決乙個問題,就是最後如何拼呢?

所以需要事前用第乙個方法先測一遍,構建乙個參考書,以後就按照這個參考書來拼湊,就相當於找到了乙個拼湊的座標(此處高度概擴哈,理解意思即可)。但是由於每個人讀的內容有限(為了提高速度,也就是所謂的通量),所以不免有些人讀到了相同的或者及其相似的內容,在拼湊的時候會出現一些錯誤(就像語文填空題,有時候某些空格填XX也通順,填YY也通順,但老師說正確答案是YY,填XX的就傻眼了)。通量是上去了,但不可避免的引入了一些錯誤,但經過科學家和工程師們的各種努力,使用了許多方法包括統計學等,這些錯誤已經降低到可以接受的範圍了。

因為現在速度快了(通量高了),所以具備了大規模推廣使用的條件,當然,後來還有許多的工作要做哈,作為理解框架來說可以忽略。

你看,第乙個方法的缺點是慢、但很準(從頭到尾一字不漏的讀一遍,理論上錯不了)。第二個方法是快,但不可避免的引入了一些錯誤,但滿足大部分應用場景。

碼字不易,讀者輕噴哈。

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