三代測序技術 Pacific Bioscience SMRT技術


Pacific Bioscience SMRT技術

從測序手段來看,PacBio測序是基於光信號的三代測序技術,PacBio測序可在目標DNA分子復制的過程中捕獲序列信息(即邊合成邊測序)。PacBio測序使用一種被稱為SMRTbell的模板,這是一個通過將發夾接頭序列連接到目標雙鏈DNA分子兩端而形成的單鏈環狀DNA分子。

當SMRTbell通過被稱為SMRT cell的芯片上時,SMRTbell會擴散到被稱為零模式波導(Zero-Mode Waveguide,ZMW)的測序單元中,每個SMRT cell中含有15萬個零模式波導管。ZMW是一種直徑僅為幾十納米的納米孔,每個ZMW底部都固定有聚合酶,可以與SMRTbell的任一發夾接頭序列結合並開始復制。SMRT cell中添加有4種不同熒光基團的核苷酸,不同熒光基團被激活時會產生不同的發射光譜。當一個鹼基與聚合酶結合時,便會產生一個光脈沖被記錄下來,根據光的波長和峰值便能夠識別這個鹼基[3]。

PacBio測序的一個關鍵是將反應信號與游離鹼基的熒光背景區別出來,因為ZMW的孔徑小於波長,從底部打上去的激光不直接通過孔徑,但是可以在孔徑處發生光的衍射,僅僅能夠照射ZMW的底部區域。而DNA聚合酶就鎖定在底部的這個區域,只能被鹼基攜帶的熒光團激活並檢測到發光,從而大大減少了背景熒光的干擾。

PacBio測序的另一個關鍵是聚合酶的活性,它決定了測序的長度。DNA聚合酶的活性會在激光照射下逐漸減弱,因此不能無限長度的進行合成反應,所以DNA鏈的測序長度是有限的。此外當存在如甲基化之類的鹼基修飾時,相鄰鹼基的測序時間會變長,因此可以通過測定相鄰2個鹼基的測序時間來檢測鹼基修飾。鹼基攜帶的熒光基團可以被激活並被檢測到,從而減少背景熒光的干擾。

PacBio的測序速度很快,然而,這種測序方法的錯誤率(可達到15%)遠高於二代測序,不過因為出錯隨機,可通過增加測序深度來有效糾正測序錯誤

納米孔單分子測序技術

與基於光信號的PacBio測序不同,納米孔單分子測序技術(The Single-Molecule Nanopore DNA Sequencing)的實質是利用電信號測序的技術,

其原理是納米孔內有共價結合的分子接頭,當單個鹼基或DNA分子通過納米孔通道時,會使電荷發生變化,

從而短暫地影響流過納米孔的電流強度。

由於化學結構的差異,A、C、G和T這4種不同鹼基通過納米孔時會產生不同強度的電流,通過靈敏的電子

測序芯片展覽館:真邁生物、GenapSys、pacbio、Oxford nanopore

​測序圈的各位朋友們大家好,今天我們為大家帶來了《測序芯片展覽館(下)》,上期我們展示了:illumina、ion Torrent、454 Life Sciences 三家測序儀器制造商的20款測序芯片(點擊此處回顧),本期我們為大家帶來的是Pacific Biosciences、GenapSys、GeneMind、Oxford Nanopore的7款測序芯片。

1 Pacific Biosciences SMRT Cell

圖1:Sequel II System SMRT Cell 8M的芯片,每張芯片擁有800萬個納米孔。

圖2:Sequel System SMRT Cell 1M的芯片,每張芯片擁有100萬個納米孔。

2 GenapSys GS111 sensor chip(16M Reads)

GenapSys GS111的Sensor chip擁有三種規格,1M、16M、144M Reads,目前量產的Chip為上圖中的16M Reads Chip。

3 GeneMind GenoCare1600 Flowcell

上圖為GeneMind(真邁生物)的GenoCare1600測序系統的Flowcell,該Flowcell擁有16條Lane,~320M Reads/Flowcell。

4 Oxford Nanopore Flowcell

上圖中5為PromethION Flowcell(3000個通道/FC,PromethION支持24~48張FC平行運行),6為MinION和GridION Flowcell(512個通道/FC,GridION支持最多5張FC平行運行),7為Flongle Flowcell(126個通道/FC)。

今天《測序芯片展覽館》的內容就到這里啦,后續我們將為大家帶來更多精彩內容。

平台聲明1:圖片1、2、3、4為“基因Share”平台或廠家實物拍攝,Oxford Nanopore圖片為ONT市場部提供。

平台聲明2: 平台所有內容未經授權禁止轉載,轉載請注明文章來源及作者。獲得轉載授權的任何媒體或機構轉載前必須發送預覽鏈接給“基因Share“對應編輯審核。在未經審核的情況下,不准更換文章題目、封面圖片等任何原文信息。

 

 (二維碼自動識別)


免責聲明!

本站轉載的文章為個人學習借鑒使用,本站對版權不負任何法律責任。如果侵犯了您的隱私權益,請聯系本站郵箱yoyou2525@163.com刪除。



 
粵ICP備18138465號   © 2018-2025 CODEPRJ.COM