测序技术及测序仪器的比较.doc

测序技术及测序仪器的比较
河南农业大学
本科生毕业论文(设计)
撰写日期: 2011 年 5月 5日
徐志超
生命科学学院
摘要:自sanger测序技术发明以来,经人类基因组计划的促进,测序技术有了跨越式的发展,以实验方法与实验仪器的改进为标志,测序技术经历了三代的发展,同时测序技术向着高通量测序,单分子测序,低价格测序的方向发展,目前测序技术已成为分子生物学实验中的重要的实验手段。本文主要简单回溯了测序技术的发展历史,介绍了现阶段主流测序仪器IlluminaGA,ROCH-454,ABI 3730XL,ABI SOLID及HeliScope的原理及工作流程。
关键词:测序技术;测序仪;IlluminaGA;ROCH-454;ABI-3730XL;ABI-SOLID;HeliScope
Studies on sequencing technology and sequencer
XU Zhi-chao
College of Life Sciences
Abstract:Sequencing technology has leaping developed promoted by the Human Genome Project since the Sanger sequencing technology been technology has gone through three generation by the
improvement of sequencing methods and sequencer, at the same time, sequencing technology developed towards high-flux, single molecule sequencing and lower price. Sequencing technology has e the most important experimental means in molecular biology experiments currently. This paper simply reviews the historical development of sequencing technology,introduces the principle and workflow of the main sequencer.
Keywords: sequencer;IlluminaGA;ROCH-454;ABI-3730XL;ABI-SOLID;HeliScope
1953年Watson和Crick揭示了DNA的双螺旋结构[1],这大大激励了人们对DNA序列的探索。于是DNA测序技术应运而生,是现代分子生物学中重要的实验手段。DNA测序技术及伴随产生的基因操纵技术它极大地推动了生命科学的发展[2][3] 。先介绍一下DNA测序技术的发展历史。
一、DNA测序技术的发展历史
DNA测序技术迄今经历了三代的发展。DNA测序技术成熟于上世纪70年代中
后期,随后的20多年第一代测序技术测出了不少简单的小型基因组。1990年提出人类基因组计划(Human Genome Project ,HGP),逐步诞生了高通量第二代测序技术。近年来,单分子等第三代测序技术开始出现,也预示着测序技术将应用更广,同时测序的成本会越来越低[4][5]。

1975年Sanger和Coulson发明了“Plus and Minus”(俗称“加减法”)测定
DNA序列[6];1977年Maxam and Gilbert发明了化学降解法测序[7];1977年Sanger引入ddNTP(双脱氧核苷三磷酸),发明了著名的双脱氧链终止法[8]。双脱氧链终止法有效控制了化学降解法中化学***和同位素的危害,在随后的二十多年得到很好的应用。这些技术及在此基础上发展的相关技术统称为第一代测序技术。(Stephan C Schuster Next-generation sequencing transforms today’s biology)第一代测序技术在人类基因组计划中有了极大作用与发展[9]。
第二代测序技术
随着人类基因组计划的完成,人们开始进入后基因组时代(post-genomic era)。科学家逐步测出多种生物的序列,传统的测序技术已经无法满足高通量和高效率的大规模基因组测序,第二代DNA测序技术(next-generation sequencing)就诞生了[10]。第二代测序技术主要有Roche公司应用焦磷酸