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    2005年，罗氏推出了***款二代测序仪罗氏454，生命科学开始进入高通量测序时代。后续随着Illumina系列测序平台的推出，极大降低了二代测序的价格，推动了高通量测序在生命科学各个研究领域的普及。目前，高通量测序已经成为一种常规研究方法，大量科研工作中均会用到。然而，为什么二代测序能实现高通量？为什么二代测序读长如此之短？为什么reads末端测序质量会降低？应该如何选择测序读长与打断片段的长度？想要回答这些问题，都需要详细了解二代测序的基本原理。本篇文章以典型的Illumina双末端测序为例，详细解析二代测序的原理。第二代测序（Next-generationsequencing，NGS）又称为高通量测序（High-throughputsequencing），是基于PCR和基因芯片发展而来的DNA测序技术。我们都知道一代测序为合成终止测序，而二代测序开创性的引入了可逆终止末端，从而实现边合成边测序（SequencingbySynthesis）。二代测序在DNA复制过程中通过捕捉新添加的碱基所携带的特殊标记（一般为荧光分子标记）来确定DNA的序列，现有的技术平台主要包括Roche的454FLX，四川个性化迈杰转化医学NGS平台来电咨询、Illumina的Miseq/Hiseq等，四川个性化迈杰转化医学NGS平台来电咨询。由于在二代测序中，四川个性化迈杰转化医学NGS平台来电咨询，单个DNA分子必须扩增成由相同DNA组成的基因簇，然后进行同步复制。 迈杰转化医学严格按照IS013485标准规定建立质量体系。四川个性化迈杰转化医学NGS平台来电咨询

    pcrpurificationkit为德国qiagen公司的产品，产品目录号为y5-28006。。qubittmdsdnahsassaykit为thermofisher公司的产品，货号为q32854。truseqdnapcr-freehtlibraryprepkit为illumina公司的产品，产品目录号为fc-121-3003。kapalibraryquantificationkit为kapa公司的产品，产品目录号为kk4824。miseqreagentkitv3-600cycles测序试剂为illumina公司的产品，货号为ms-102-3003。miseqfgx二代测序仪为illumina公司的产品。实施例1、基于二代测序技术检测68个基因座的试剂盒的制备一、68个基因座的筛选本发明的发明人通过查阅文献和现有二代测序str分型产品获得大量候选的y-str基因座，然后根据中国人群str群体遗传多态性分析结果，**终筛选获得68个基因座，包括67个y-str基因座和1个性别决定amelogenin基因座。 天津定制迈杰转化医学NGS平台共同合作迈杰转化医学为创新药企开展全球多中心临床试验研究，提供中心实验室检测及伴随诊断开发服务。

    且是随机错误，而不是聚集在读取的两端；③数据可实时读取；④通量很高(30x人类基因组有望在***内完成)；⑤起始DNA在测序过程中不被破坏；⑥样品制备简单又便宜；⑦可直接测序RNA。2、PacBioSMRT纳米孔+荧光可逆终止dNTP技术原理：PacBioSMRT技术其实是应用了边合成边测序的思想（使用4色荧光标记4种碱基），其超长读长的关键在于使用了活性持久且高保真的DNA聚合酶，并以SMRT芯片为测序载体（ZMW原理）。优势劣势：①SMRT技术的测序速度很快，每秒约10个dNTP；②错误率较高，达到15%，出错随机，可通过多次测序来进行有效的纠错（如使用Sparc对30X的数据进行分析，错误率可达到）；③原始DNA不被破坏；④读长可达10kbp。3、HelicosHeliscope单分子荧光可逆终止技术原理：该技术基于边合成边测序的思想，将DNA随机打断成小片段分别进行dNTP荧光标记，经过不断地重复合成、洗脱、成像、淬灭过程完成测序。主要步骤：①制备：DNA打断加polyA+Cy3②测序：dNTP荧光可逆终止特点：①读取长度约为30-35bp，每个循环的数据产出量为21-28Gb；在测序完成前，各小片段的测序进度不同；②可根据同聚物的合成会导致荧光信号的减弱这一特点来推测同聚物的长度。

    PacBio技术的优缺点PacBio技术的优点：无需PCR扩增，不会人为的引入突变；超长读长，平均读长可达到10Kb，**长读长可以达到40Kb；覆盖均匀，无GC偏好性；通过reads的自我矫正，10X以上准确率能够达到；可以直接检测到甲基化信息，同步进行表观遗传学识别。PacBio技术的缺点：单条序列错误率较高，平均核苷酸准确性不到85%；测序成本较贵。PacBio技术的应用基因组组装利用PacBio测序平台，可以克服部分序列GC含量高或重复序列多等问题，更好的进行基因组详细描绘，从而进行精细的基因注释等研究。PacBio测序平台不需要进行PCR扩增，因此可以减少基因组组装过程中的人为错误和偏差。PacBio测序平台读长较长，因此相比二代测序拼接结果更为准确，同时可以利用其长片段来填补二代数据组装中产生的gap和连接contig为scaffold。全长转录组测序利用PacBio测序平台读长较长的特点，进行转录组测序可以直接得到转录本的全长序列，省去了二代测序的拼接过程，使得过程更为简便，结果更为准确。 迈杰转化医学与全球品牌药企广f泛展开伴随诊断产品的开发合作，已有多个诊断产品上市。

    ABI/SOLiDSOLiD技术是由连接酶测序法发展而来，LerroyHood在上世纪80年代中期利用连接酶法设计了***台自动荧光测序仪。SOLiD以四色荧光标记寡核苷酸的连续连接合成为基础，取代了传统的聚合酶连接反应，可对单拷贝DN**段进行大规模扩增和高通量并行测序。Illumina/SolexaIllumina公司的第二代测序仪**早由Solexa公司研发，其同样为边合成边测序，该技术在测序的过程中，加入改造过的DNA聚合酶和带有4种荧光标记的dNTP，因为dNTP的3'羟基末端带有可化学切割的部分，它只容许每个循环掺入单个碱基，此时，用激光扫描反应板表面，根据dNTP所带的荧光读取每条模板序列每一轮反应所聚合上去的核苷酸种类，经过“合成-清洗-拍照”的循环过程，**终得到目的片段的碱基排列顺序。技术原理Roche/454Roche/454技术原理，并在片段两端加上不同的接头，或将待测DNA变性后用杂交引物进行PCR扩增，连接载体，构建单链DNA文库。，将包含PCR所有反应成分的水溶液注入高速旋转的矿物油表面，形成被矿物油包裹的无数个小水滴，每一个小水滴即为一个**的PCR反应空间，理想状态下，每一个小水滴只包含一个DNA模板和一个磁珠，磁珠表面含有与接头互补的DNA序列，经过PCR扩增后。 PMS2抗体试剂 苏苏械备20180570号.天津定制迈杰转化医学NGS平台共同合作

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    降低引物的扩增效率，也需要重新设计并合成引物。3、初次复合扩增时，各个引物在反应体系中的浓度均为μm；之后对引物浓度进行调整，获得进行pcr扩增时各个引物的**佳浓度。经过上述步骤，获得引物组合。引物组合由120条引物组成，用于检测68个基因座。各个基因座的名称、扩增基因座对应的引物名称和引物的核苷酸序列依次见表1中第1列、第2列和第3列。进行pcr扩增时各个引物的**佳浓度见表1中第5列。表1各个基因座对应的引物在hg38人类参考基因组(hg38人类基因组的信息见网址./goldenpath/hg38/bigzips/)中的pcr扩增产物的长度和核苷酸序列详见表2。各个str基因座的pcr扩增产物的长度范围分布见图1。表2三、基于二代测序技术检测68个基因座的试剂盒的制备基于二代测序技术检测68个基因座的试剂盒包括引物混合物；引物混合物由步骤二制备的120条引物混合而成。实施例2、实施例1制备的试剂盒检测标准品2800m的str分型及其应用一、实施例1制备的试剂盒检测标准品2800m的str分型1、dna样本准备取标准品2800m，用超纯水稀释，获得浓度为1ng/μl的标准品2800m水溶液。2、pcr扩增以标准品2800m水溶液为模板，采用实施例1步骤三制备的引物混合物进行pcr扩增，得到pcr扩增产物。 四川个性化迈杰转化医学NGS平台来电咨询

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