揭秘各种主流二代测序仪，史上最全无瓜攻略

随着基因领域研究的不断深入，自sanger测序实现对碱基信息的可读取后，更高通量的需求使得二代测序在基因组测序、临床检测和生物制药等领域展现出无与伦比的潜力。

对于刚入行的小伙伴，面对各式各样的测试平台好奇又迷茫，Roche454、Illumina、Thermo Fisher，以及国产MGI平台等，这么多测序仪，他们的特点是什么？背后的发展历程是怎样的？

今天小翊借花献佛，梳理了目前主流的二代测序平台，让我们了解二代测序这十几年的发展历程。

表1二代测序部分仪器展示

罗氏454

Illumina

Thermo Fisher体系

华大智造

GS FLX

MiniSeq

Ion Proton

BIGseq50

备注：图片来源于各仪器品牌官网和网络

一、罗氏454 GS测序系统——昔日的辉煌

二代测序于2005年初登舞台，454公司基于焦磷酸测序法推出了Genome Sequencer 20 System(GS 20)系统，开启了边合成边测序（sequencing-by-synthesis）高通量测序的进程。2007年，罗氏公司收购了454，并推出了一系列性能更优的NGS系统，极大的提升测序通量和准确性，也进一步增加了测序读长。虽然罗氏454具有读长优势，但是测序通量和成本始终限制了454平台的推广，因此罗氏在2016年底终止了454 NGS测序相关的业务。

表2罗氏454 GS测序仪器参数对比

	GS FLX	GS FLX+	GS Junior	GS Junior+
读长	~600bp	~1,000bp	~500bp	~1,000bp
平均读长	450bp	700bp	400-500bp	700bp
测序通量	450M-650M	>700M**	35Mb	70Mb
测序长度分布	85%以上的reads>300bp；20%以上的reads>500bp	85%以上的reads>500bp ; 45%以上的reads>700bp	99%以上的reads>400bp ;	-
最大reads数	100M	100M	10M	10M
准确度	99.995%	99.997%	-	-
运行时间	10h	23h	10h	18h
样本要求	DNA、cDNA或PCR产物	DNA或cDNA	基因组DNA、扩增子、cDNA或BAC等	基因组DNA、扩增子、cDNA或BAC等
应用领域	微生物群落多样性分析、复杂环境样品的宏基因组学研究、微生物基因组的de novo测序、转录组测序研究，此外还可应用于外显子测序、目标区域捕获、病原菌检测等研究。

备注：数据来源于罗氏官网和网络

二、Illumina测序仪——测序界的巨鳄

2006年，Solexa公司推出了Genome Analyzer系统（简称GA），其包括DNA簇（DNA cluster）、桥式PCR（Bridge PCR）和可逆阻断（Reversible terminator）等核心技术，这使得GA系统在高通量、低成本、应用范围广等方面具有明显优点。2007年，Illumina公司收购了Solexa，并在随后几年间发布了多种测序仪，主要包括两类：低通量的桌面式测序仪和高通量台式测序仪，基本覆盖行业内的各种测序应用，目前占据的测序市场份额超8成。

1、Illumina HiSeq系列

HiSeq系列由Illumina公司2010年推出，该系列非常适合全基因组、转录组测序。2014年1月，Illumina宣布推出HiSeq X Ten测序平台，适用于大规模人群分析，包括10个可平行测序的超高通量测序仪，此系统号称为首个将人类全基因组测序成本降至1000美元或更低的测序平台。

测序原理：利用可逆性末端边合成边测序技术、四通道成像技术，每轮测序反应中存在4种核苷酸。

仪器特点：该系列仪器成本低，灵活性高，通量大。缺点是读长短和对每个测序反应产生的大量数据的存储和分析系统不足。

应用领域：Hiseq2500适合大规模基因组学，Hiseq3000/4000适合生产级模板的基因组学，Hiseq X Five适合生产级规模的人类全基因组测序，Hiseq X Ten适合群体规模的测序。总体来说，Hiseq系列适合全基因组测序、靶向重测序、全转录组测序、de novo测序、表观遗传调控等。

2、Illumina MiSeq

MiSeq系列由Illumina公司2011年推出，与Hiseq分享主要的核心技术，但是体积和通量更小、价格低，Miseq更佳便于扩增子和细菌样本测序，更佳适合临床使用。

测序原理：可逆性末端边合成边测序技术、四通道成像技术。

仪器特点：易于操作，体积小巧，可进行双向扩增子测序，样本制备简易，具有2x300 bp的读长，实现高达15 Gb的产出。缺点是不适合WGS和WES测序。

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