M测序 和赋动测序妆知识扩充 首页一第十八章全自动DNA测序仪和蛋白质自动测序仪 金自动D7hA测序仪 自197年Sanger建立双脱氧链末端终止法测序技术以米，DNA序列测定已经成 为分子生物学的主要实验技术之一。1986年6月，美国加州理工学院胡德实验室发明了 世界上第一台DNA自动测序仪。关国应用生物系统公司将自动DNA测序仪推向市场， 在随后的10年中，应用生物系统公司在世界范围内销售了3000多台自动DNA测序仪 其中以PE310、PE37刀及PE3100等系列产品应用最为普遍。 全自动DNA测序仪的出现加快了人类基因组计划(Human Genome Project,.HGP) 的实施和完成。人类基因组计划是关国科学家于1985年率先提出的，其目标是对人类 基因组30亿个碱基对进行精确测序，发现所有基因并明确其在染色体上的位置，从而 最终弄清楚每种基因编码的蛋白质及其作用，破译人类全部遗传信息，使人类第一次在 分子水平上全面地认识自我。该计划于190年正式启动，直至2006年5月美国和英国 科学家在英国《自然》杂志上发表了人类最后一个染色体一1号染色体的基因测序，解 读人体基因密码的“生命之书”宜告完成。“公布人类最后也是最大一个染色体的测序 为人类基因组计划画上了句号，标志者建立在人类基因测序基础上的生物学和医学研究 掀起高潮。我们正迈入下一阶段，那就是弄清楚基因的作用以及如何相互影响”。整个 人类基因组计划的技术基础就是Sanger测序技术。 2005年，Nature杂志上报道了454公司研究人员发明的一种比Sanger法快100倍 的测序技术：焦磷酸测序技术。该技术利用NTP结合的过程中可释放出焦磷酸盐，焦 磷酸盐被硫酸化酶转化为ATP,ATP进一步促使氧合荧光素的合成并释放可见光。整个 过程采用微流技术，而不需进行电泳，因此显著加快了测序速度，平均测序长度为400印。 因此454公司宜传利用焦磷酸测序技术，可以在100天内测出人类基因组。但其缺点是
首页 → 第十八章 全自动 DNA 测序仪和蛋白质自动测序仪 全自动 DNA 测序仪 自 1977 年 Sanger 建立双脱氧链末端终止法测序技术以来，DNA 序列测定已经成 为分子生物学的主要实验技术之一。1986 年 6 月，美国加州理工学院胡德实验室发明了 世界上第一台 D NA 自动测序仪。美国应用生物系统公司将自动 DNA 测序仪推向市场， 在随后的 10 年中，应用生物系统公司在世界范围内销售了 3000 多台自动 DNA 测序仪， 其中以 PE310、PE377 及 PE3100 等系列产品应用最为普遍。 全自动 DNA 测序仪的出现加快了人类基因组计划（Human Genome Project, HGP） 的实施和完成。人类基因组计划是美国科学家于 1985 年率先提出的，其目标是对人类 基因组 30 亿个碱基对进行精确测序，发现所有基因并明确其在染色体上的位置，从而 最终弄清楚每种基因编码的蛋白质及其作用，破译人类全部遗传信息，使人类第一次在 分子水平上全面地认识自我。该计划于 1990 年正式启动，直至 2006 年 5 月美国和英国 科学家在英国《自然》杂志上发表了人类最后一个染色体—1 号染色体的基因测序，解 读人体基因密码的“生命之书”宣告完成。“公布人类最后也是最大一个染色体的测序 为人类基因组计划画上了句号，标志着建立在人类基因测序基础上的生物学和医学研究 掀起高潮。我们正迈入下一阶段，那就是弄清楚基因的作用以及如何相互影响”。整个 人类基因组计划的技术基础就是 Sanger 测序技术。 2005 年，Nature 杂志上报道了 454 公司研究人员发明的一种比 Sanger 法快 100 倍 的测序技术：焦磷酸测序技术。该技术利用 dNTP 结合的过程中可释放出焦磷酸盐，焦 磷酸盐被硫酸化酶转化为 ATP，ATP 进一步促使氧合荧光素的合成并释放可见光。整个 过程采用微流技术，而不需进行电泳，因此显著加快了测序速度，平均测序长度为 400bp。 因此 454 公司宣传利用焦磷酸测序技术，可以在 100 天内测出人类基因组。但其缺点是
精确度稍差：由于不需要克隆，导致无法获得材料来覆盖序列缺口，而基因组测序完成 过程中的一个重要部分就是补充低丰度区域。尤其是对于肿瘤和遗传病相关基因的分析 中，准确地检测基因突变、缺失、插入、倒位等变异是非常重要的。 2006年，关国科学院院报(PANS)上公布了B1az心j等建立的缩微生物处理器 (microfabricated bioprocor)测序技术。缩微生物处理器基本结构为3层玻璃薄片和 一层聚二甲基硅氧烷(polydimethylsiloxane)薄片，各层间紧密粘合形成圆盘状，直径 仅10厘米。聚二甲基硅氧烷是一种新型材料，具有能调控水合作用、通透性好等特点， 保证了缩微生物处理器能够准确进行反应。该材料最近在蛋白结品结构分析中也发挥 重要作用。 由于缩微生物处理器将聚二甲基硅氧烷薄片与玻璃品片结构组合在一起形成多层 结构，提供了更大的设计空间，确保了热循环反应、DNA片段的纯化和浓缩、毛细管 电泳分离等功能区域的划分。同时，缩微生物处理器测序技术将电泳、气动装置（形成 微瓣膜)和热循环样品控制整合在一起，能够有效地进行微量样品检测。与传统的利用 Sanger测序技术的全自动测序仪相比，新测序技术可以将试剂用量减少约4O0倍、模板 用量减少约800倍，而测序试剂的昂贵是目前阻碍测序技术广泛应用的主要原因之一。 缩微生物处理器测序技术可成功完成纳升级标本的Sanger DNA测序。利用该系统， Blaz心j等对pUC18扩增子进行测序，可读片段长度为564bp,准确率达到99%。缩微生 物处理器可代替价格昂贵的DNA测序仪进行DNA的自动测序，保留了Sagr测序的 精确性，而且仅需极微量的标本和试剂，最大限度地节约了成本和人力，其出现是DNA 测序史上的又一重大进步。 目前，MBI公司正将该测序系统进行测试和完善，期望尽快将这一微型化Sang 测序仪推向市场。实际上，除MBI公司外，Network生物技术公司等一些公司也将小型 化Sanger测序仪作为全自动DNA测序仪的开发目标
精确度稍差：由于不需要克隆，导致无法获得材料来覆盖序列缺口，而基因组测序完成 过程中的一个重要部分就是补充低丰度区域。尤其是对于肿瘤和遗传病相关基因的分析 中，准确地检测基因突变、缺失、插入、倒位等变异是非常重要的。 2006 年，美国科学院院报（PANS）上公布了 Blazej 等建立的缩微生物处理器 （microfabricated bioprocessor）测序技术。缩微生物处理器基本结构为 3 层玻璃薄片和 一层聚二甲基硅氧烷（polydimethylsiloxane）薄片，各层间紧密粘合形成圆盘状，直径 仅 10 厘米。聚二甲基硅氧烷是一种新型材料，具有能调控水合作用、通透性好等特点， 保证了缩微生物处理器能够准确进行反应。该材料最近在蛋白结晶结构分析中也发挥了 重要作用。 由于缩微生物处理器将聚二甲基硅氧烷薄片与玻璃晶片结构组合在一起形成多层 结构，提供了更大的设计空间，确保了热循环反应、DNA 片段的纯化和浓缩、毛细管 电泳分离等功能区域的划分。同时，缩微生物处理器测序技术将电泳、气动装置（形成 微瓣膜）和热循环样品控制整合在一起，能够有效地进行微量样品检测。与传统的利用 Sanger 测序技术的全自动测序仪相比，新测序技术可以将试剂用量减少约 400 倍、模板 用量减少约 800 倍，而测序试剂的昂贵是目前阻碍测序技术广泛应用的主要原因之一。 缩微生物处理器测序技术可成功完成纳升级标本的 Sanger DNA 测序。利用该系统， Blazej 等对 pUC18 扩增子进行测序，可读片段长度为 564bp，准确率达到 99%。缩微生 物处理器可代替价格昂贵的 DNA 测序仪进行 DNA 的自动测序，保留了 Sanger 测序的 精确性，而且仅需极微量的标本和试剂，最大限度地节约了成本和人力，其出现是 DNA 测序史上的又一重大进步。 目前，MBI 公司正将该测序系统进行测试和完善，期望尽快将这一微型化 Sanger 测序仪推向市场。实际上，除 MBI 公司外，Network 生物技术公司等一些公司也将小型 化 Sanger 测序仪作为全自动 DNA 测序仪的开发目标