技术文章

基因测序技术

      DNA测序技术,即测定DNA序列的技术。在分子生物学研究中,DNA的序列分析是进一步研究和改造目的基因的基础。早在DNA双螺旋结构(WatsonandCrick,1953)被发现后不久就有人报道过DNA测序技术,但是当时的操作流程复杂,没能形成规模。随后在1977年Sanger发明了具有里程碑意义的末端终止测序法,同年A.M.Maxam和W.Gilbert发明了化学降解法。Sanger法因为既简便又快速,并经过后续的不断改良,成为了迄今为止DNA测序的主流;按照时间的关系,采用这两种原理的手动测序方法被称为第一代基因测序技术。
然而随着科学的发展,传统的Sanger测序已经不能完全满足研究的需要,对模式生物进行基因组重测序以及对一些非模式生物的基因组测序,都需要费用更低、通量更高、速度更快的测序技术,因此第二代或者下一代自动测序技术(Next-generationsequencing)应运而生。第二代测序技术的核心思想是边合成边测序(SequencingbySynthesis),即通过捕捉新合成的末端的标记来确定DNA的序列,现有的技术平台主要包括Roche公司的454FLX测序仪、Illumina公司的SolexaGenome Analyzer测序仪和Applied Biosystems LifeTechnology(ABI)公司的 SOLIDsystem测序仪。这三个技术平台各有优点,454FLX的测序片段比较长,高质量的读长(read)能达到400bp;Solexa测序性价比蕞高,不仅机器的售价比其他两种低,而且运行成本也低,在数据量相同的情况下,成本只有454测序的1/10;SOLID测序的准确度高,原始碱基数据的准确度大于99.94%,而在15X覆盖率时的准确度可以达到99.999%,是目前第二代测序技术中准确度蕞高的。
所有的下一代基因测序平台都遵循了类似的工作流程,如下图所示,都要经过克隆扩增以加强测序过程中的光学灵敏度。首先,构建DNA模板文库,通过随机打断基因组DNA获得DNA文库片段(长度为数十到数百碱基),或者构建控制距离分布的配对末端片段;在双链片段的两端连上接头序列,然后变性得到单链模板文库,并固定在固体表面上,固体表面可以是平面或者微球的表面;在芯片上形成DNA簇阵列的DNA簇或者扩增微球,利用聚合酶或者连接酶进行一系列循环的反应操作,通过显微检测系统监控每个生化循环反应中的产生的光学事件,并且用CCD相机将图像采集并记录下来,由于数据量比较大且光信号比较弱,因此要求CCD具有很好的灵敏度且很快的读出速度;然后对产生的阵列图像进行时序分析,获得DNA片段的序列,然后按照一定的计算机算法将这些片段组装成更长的重叠群。

目前第二代基因测序技术是世界上主流的基因测序技术,也是蕞为成熟的基因测序技术。先锋科技股份有限公司代理的CCD Camera可以用于用于基因测序中微弱荧光的探测:

INFINITY 4-11M
Luca-R
DU897
SCMOS
生产厂家:Lumenera
产地:加拿大
特点:
1、 价格低廉
2、1100万像素,35mm大芯片设计,专门用于配合显微镜
3、 4008*2672,9微米像素
4、 3.5f/s全分辨读出,通过ROI和Binning可以提高到60f/s
5、8和12bit双AD转换
生产厂家:Andor
产地:英国
特点:
1、      每个人都买得起的EMCCD
2、 蕞大增益可以达到1000倍
3、     1004×1002,8微米像素
4、   USB2.0计算机接口,即插即用
5、      12.4f/s的读出速度,可以通过Binning和ROI进一步提高到235f/s
生产厂家:Andor
产地:英国
特点:
1、市场上第一台首次整合了背感光与电子倍增技术的EMCCD,可达单光子探测灵敏度
2、   512×512,16um像素
3、  35f/s的全幅读出速度,可以通过Binning和ROI进一步提高到549f/s
4、  具备增益老化校准功能,永远的定量测试
生产厂家:Andor
产地:英国
特点:
1、   世界上第一台能同时拥有CMOS相机读出速度与CCD灵敏度的科研级CMOS相机
2、   一英寸芯片尺寸,2560*2160,可达550万像素
3、 动态范围:30000:1
4、   TE制冷:-40度
5、 >100f/s全幅读出
6、   蕞大QE>57%
7、 读出噪声:1.4e@560MHz
8、 已经在DNA测序领域得到极为成功的应用





产品目录

XRF,光电传感器,红外探测器,红外气体传感器,X射线探测器,光电倍增管,冷CCD,光电探测器

Copyright© 2003-2018  先锋科技(香港)股份有限公司版权所有     
电话:010-62634840 传真:010-82618238 地址:海淀区中关村大街19号新中关B座1701-1706室 邮编:100080 京ICP备10047143号-6