DNA 测序仪

DNA 测序仪的工作原理是什么？多数高通量测序仪采用合成法测序。将带接头的片段文库加载到流动池或磁珠表面，先形成克隆簇，使每个局部信号都来自大量相同拷贝。聚合酶逐一掺入带可逆终止子和荧光标记的核苷酸；每个循环后仪器对表面成像，记录每个簇的碱基颜色，再切除终止基团以便掺入下一个碱基。碱基判定结果组合成读长，并与参考序列比对。纳米孔仪器则使单链穿过蛋白孔道，读取每个碱基对应的特征电流变化。桑格测序仪用链终止双脱氧核苷酸标记片段，再通过毛细管电泳和激光诱导荧光检测进行分离。## DNA 测序仪有哪些型号？- 台式短读长测序仪：台式短读长测序仪读取 75–300 个碱基的片段，准确度很高，单轮产出 15–150 Gb，一天内即可完成外显子组、RNA 测序和大型组合检测，是通量适中的科研和临床基因组学实验室的常规选择。- 高通量生产型测序仪：高通量生产型测序仪单轮可在多个流动池上输出 1–6 Tb 短读长数据，面向群体基因组学、大型临床队列以及每周处理数百个样品的服务型实验室，追求最低的每吉碱基成本。- 长读长纳米孔测序仪：长读长纳米孔测序仪使天然 DNA 或 RNA 穿过蛋白孔道，读取电流变化，可产生数十至数百 kb 的读长，能够解析重复序列、结构变异和全长转录本，并无需额外化学处理即可检测天然碱基修饰。- 桑格毛细管测序仪：桑格毛细管测序仪通过毛细管电泳和激光诱导荧光完成双脱氧链终止测序与片段分析，用于确证变异、验证质粒和克隆以及测定扩增子大小，是单靶标序列确证的参考方法。- 便携式现场测序仪：便携式现场测序仪是可由电池供电、重量低于 1 kg 的设备，可在实验室之外产生序列数据，用于暴发调查、环境监测和物种鉴定。## 如何选择合适的型号？选择测序仪应依据读长、产出量和准确度，而不是宣传中的规格数字。全基因组重测序、外显子组、RNA 测序和大型扩增子组合，通常选择单轮产出 15–150 Gb 的台式短读长仪器，可获得最低的每样品成本和最简单的工作流程。每周样品量大的生产型实验室应比较每吉碱基成本、运行时间和自动化上样方式，并确认索引和流动池是开放还是专有。当需要解析重复序列、结构变异、全长转录本或天然 DNA 修饰时，长读长平台具有决定性优势。对于周转时间更重要的单靶标确证、质粒和扩增子检查，仍应保留一台毛细管测序仪。订购前应确认支持的文库试剂盒、机载或服务器分析软件、数据存储方案和生物信息支持。## DNA 测序仪用于哪些领域？DNA 测序仪广泛用于全基因组与外显子组重测序、RNA 测序与基因表达谱分析、病原体全基因组监测、肿瘤体细胞变异分析、农业基因组学与育种选择。## 适用哪些标准与认证？DNA 测序仪相关工作通常依据 ISO 20395、ISO 22174、ISO 15189、CLSI MM09、IEC 61010-1、ISO 17025。CE 等仪器认证需按具体配置逐项确认，不作默认承诺。## 采购前需要考虑哪些要点？测序仪需要稳固的台面、洁净电源以及温度和粉尘受控的房间，因为光学系统和流动池表面对环境敏感。合成法测序平台通常随附专用计算服务器，需要明确的数据路径、备份策略和防火墙规则。应预算每轮运行的耗材、流动池有效期以及大体积序列文件的存储，数年内存储成本往往超过仪器价格。要清洁消毒仪器区域，并分设 PCR 前区和 PCR 后区以避免扩增产物污染。安装时及重大维修后，应使用参考基因组或对照文库验证准确度和重复性。人类样品测序数据须按当地隐私法规处理，用于临床时还需满足 ISO 15189 认可要求。