基因測序

基因測序是一種新型基因檢測技術，簡單來說，就是將DNA/RNA分子中堿基ATGC的排列順序顯示出來。基因測序技術能夠從(cong) 血液或唾液中分析測定基因全序列，從(cong) 而鎖定個(ge) 人病變基因，提前預防和治療。

1977年，Walter Gilbert和Frederick Sanger建立了DNA測序技術，並於(yu) 1980年獲得諾貝爾化學獎。由此開始，這項在未來主導生命科學領域發展的技術開始被廣泛應用於(yu) 研究工作中。

至今為(wei) 止的四十多年時間內(nei) ，基因測序進行了多次技術變革。而激光熒光技術則在基因測序的發展中擔任了關(guan) 鍵的角色。

0

1

第一代基因測序技術（Sanger測序）是基於(yu) Sanger雙脫氧終止法的測序原理，結合熒光標記和毛細管陣列電泳技術來實現測序的自動化，基本方法是鏈終止或降解法。該方法隨後改用熒光核苷酸標記、毛細管電泳區分和激光檢測，從(cong) 而實現了第一代自動化測序法。

雖然第一代DNA測序技術測序讀長可達1000bp，準確性高達99.999%，但由於(yu) 其高成本、低通量，所以影響了大規模的應用。

0

2

第二代基因測序技術（Next-generation sequencing，NGS）以舍棄讀長為(wei) 代價(jia) 實現了高通量測序 ，一次運行即可同時得到幾十萬(wan) 到幾百萬(wan) 條核酸分子的序列。

第一代測序為(wei) 合成終止測序，而二代測序開創性的引入了可逆終止末端，從(cong) 而實現邊合成邊測序。在DNA複製過程中通過激光激發熒光信號，掃描捕捉新添加的堿基所攜帶的特殊標記（一般為(wei) 熒光分子標記）來確定DNA的序列。

第二代基因測序憑借著高通量、低成本、測序時間短等優(you) 勢，很快在全球測序市場中占據了主導地位，其應用領域包括無創產(chan) 前檢測（NIPT）、胚胎植入前遺傳(chuan) 學診斷／篩查（PGD／PGS）、遺傳(chuan) 病診斷、腫瘤診斷和個(ge) 性化治療、致病基因檢測、病原微生物檢測等。

0

3

第三代DNA測序技術主要包括：Helico Biosescience單分子測序技術、Pacific Biosescience單分子實時（Single molecule realtime，SMRT）測序技術和Oxford Nanopore納米孔單分子測序技術（通過納米孔帶來的“電信號”變化實時測序）3種。

與(yu) 前兩(liang) 代測序技術相比，其最大的特點就是單分子測序，測序過程無需進行PCR擴增，並且理論上可以測定無限長度的核酸序列。 因此第三代測序技術又稱為(wei) 單分子DNA 測序，即通過現代光學、高分子、納米技術等手段來區分堿基信號差異的原理，以達到直接讀取序列信息的目的。 不需要使用生物或化學試劑，能夠進一步降低成本。

而目前第三代測序最大的問題是錯誤率較高（15-40%）。 但出錯是隨機的，並不會(hui) 像第二代測序技術那樣存在測序錯誤的偏向，因而可以通過多次測序來進行有效的糾錯。

對比三代基因測序，小編腦海裏浮現了一個(ge) 大膽的比喻

圖三可能隻有北方朋友才能秒懂

激光器&基因測序

能否通過激光高效激發分別針對四種 DNA核苷酸（ACGT）化學標記的熒光，能否精準地區分四種熒光染料，這些對於(yu) 基因測序來說至關(guan) 重要。 所以， 激光器的選擇會(hui) 直接影響 測序的準確性和 高效性。

1、激光波長：

目前基因測序市場常用波長：488 nm、514 nm、532 nm、577nm、639nm、660 nm、690nm......

長春新產(chan) 業(ye) —基因測序專(zhuan) 用激光器

2、激光功率：mW級到W級。

（1） 對於(yu) DNA單鏈被高度放大、空間上高度集中的應用來說，熒光信號更強，所需激光器功率更低；

（2）對於(yu) 取樣點遍布需要大麵積照明的大型流動池或滑道中，就會(hui) 需要較高功率；

（3）因為(wei) 短波長（如488nm）更容易對樣品造成功能性損傷(shang) ，所以 會(hui) 選擇較低功率。

3、穩定性：

基因測序實驗及應用中，對激光器的可靠性以及長期工作的功率穩定性要求很高，如果激光器的功率偏差很大，會(hui) 直接影響測試的整個(ge) 數據集。

長春新產(chan) 業(ye) 488nm—4小時功率穩定性（均方根值）

4、可定製的解決(jue) 方案

在公司或高校的研發及實驗中，除了對激光器的光學參數要求外，更需要的是“定製化”的解決(jue) 方案。簡單一些的如光纖傳(chuan) 輸、光斑整形，複雜一些的如多波長合成，多個(ge) 波長之間高一致性等等。

長春新產(chan) 業(ye) —多波長激光器（可定製）

敲重點

長春新產(chan) 業(ye) 的激光器具有高穩定性、小體(ti) 積、低功耗、風冷/傳(chuan) 導散熱等特點。目前，長春新產(chan) 業(ye) 用於(yu) 基因測序的激光器已實現量產(chan) ，每年為(wei) 測序儀(yi) 製造商批量供貨。針對客戶實驗/設備需求，我們(men) 可提供：

1、 特 殊波長激光器： 如 550nm、561nm、 577nm、589nm、 607nm、639nm ......

2、多波長激光係統：

（1）光纖耦合輸出，整體(ti) 功率可達8W以上，且支持功率微調；

（2）長時間工作的功率/波長穩定性好：100小時功率穩定性＜3%，100小時所有波長穩定性±0.1nm；

（3）光譜純度高；

（4）光束能量勻化，消散斑效果顯著；

（5）開關(guan) 光時間極短，可達百納秒量級，可獨立/同時開關(guan) 光；

（6）支持RS232接口控製，滿足不同客戶整合要求。

3、定製的光學方案。

長春新產(chan) 業(ye) —定製化解決(jue) 方案

除基因測序外，該係列激光器同時被廣泛應用於(yu) PCR、流式細胞術、生物顯微成像等生物領域中。