基因测序

基因测序是一种新型基因检测技术，简单来说，就是将DNA/RNA分子中碱基ATGC的排列顺序显示出来。基因测序技术能够从血液或唾液中分析测定基因全序列，从而锁定个人病变基因，提前预防和治疗。

1977年，Walter Gilbert和Frederick Sanger建立了DNA测序技术，并于1980年获得诺贝尔化学奖。由此开始，这项在未来主导生命科学领域发展的技术开始被广泛应用于研究工作中。

至今为止的四十多年时间内，基因测序进行了多次技术变革。而激光荧光技术则在基因测序的发展中担任了关键的角色。

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第一代基因测序技术（Sanger测序）是基于Sanger双脱氧终止法的测序原理，结合荧光标记和毛细管阵列电泳技术来实现测序的自动化，基本方法是链终止或降解法。该方法随后改用荧光核苷酸标记、毛细管电泳区分和激光检测，从而实现了第一代自动化测序法。

虽然第一代DNA测序技术测序读长可达1000bp，准确性高达99.999%，但由于其高成本、低通量，所以影响了大规模的应用。

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第二代基因测序技术（Next-generation sequencing，NGS）以舍弃读长为代价 实现了高通量测序 ，一次运行即可同时得到几十万到几百万条核酸分子的序列。

第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。在DNA复制过程中通过激光激发荧光信号，扫描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。

第二代基因测序凭借着高通量、低成本、测序时间短等优势，很快在全球测序市场中占据了主导地位，其应用领域包括无创产前检测（NIPT）、胚胎植入前遗传学诊断／筛查（PGD／PGS）、遗传病诊断、肿瘤诊断和个性化治疗、致病基因检测、病原微生物检测等。

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第三代DNA测序技术主要包括：Helico Bioscience单分子测序技术、Pacific Bioscience单分子实时（Single molecule realtime，SMRT）测序技术和Oxford Nanopore纳米孔单分子测序技术（通过纳米孔带来的“电信号”变化实时测序）3种。

与前两代测序技术相比，其最大的特点就是单分子测序，测序过程无需进行PCR扩增，并且理论上可以测定无限长度的核酸序列。 因此第三代测序技术又称为单分子DNA 测序，即通过现代光学、高分子、纳米技术等手段来区分碱基信号差异的原理，以达到直接读取序列信息的目的。 不需要使用生物或化学试剂，能够进一步降低成本。

而目前第三代测序最大的问题是错误率较高（15-40%）。 但出错是随机的，并不会像第二代测序技术那样存在测序错误的偏向，因而可以通过多次测序来进行有效的纠错。

对比三代基因测序，小编脑海里浮现了一个大胆的比喻

图三可能只有北方朋友才能秒懂

激光器&基因测序

能否通过激光高效激发分别针对四种 DNA核苷酸（ACGT）化学标记的荧光，能否精准地区分四种荧光染料，这些对于基因测序来说至关重要。 所以， 激光器的选择会直接影响 测序的准确性和 高效性。

1、激光波长：

目前基因测序市场常用波长：488 nm、514 nm、532 nm、577nm、639nm、660 nm、690nm......

长春新产业—基因测序专用激光器

2、激光功率：mW级到W级。

（1） 对于DNA单链被高度放大、空间上高度集中的应用来说，荧光信号更强，所需激光器功率更低；

（2）对于取样点遍布需要大面积照明的大型流动池或滑道中，就会需要较高功率；

（3）因为短波长（如488nm）更容易对样品造成功能性损伤，所以 会选择较低功率。

3、稳定性：

基因测序实验及应用中，对激光器的可靠性以及长期工作的功率稳定性要求很高，如果激光器的功率偏差很大，会直接影响测试的整个数据集。

长春新产业488nm—4小时功率稳定性（均方根值）

4、可定制的解决方案

在公司或高校的研发及实验中，除了对激光器的光学参数要求外，更需要的是“定制化”的解决方案。简单一些的如光纤传输、光斑整形，复杂一些的如多波长合成，多个波长之间高一致性等等。

长春新产业—多波长激光器（可定制）

敲重点

长春新产业的激光器具有高稳定性、小体积、低功耗、风冷/传导散热等特点。目前，长春新产业用于基因测序的激光器已实现量产，每年为测序仪制造商批量供货。针对客户实验/设备需求，我们可提供：

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

2、多波长激光系统：

（1）光纤耦合输出，整体功率可达8W以上，且支持功率微调；

（2）长时间工作的功率/波长稳定性好：100小时功率稳定性＜3%，100小时所有波长稳定性±0.1nm；

（3）光谱纯度高；

（4）光束能量匀化，消散斑效果显著；

（5）开关光时间极短，可达百纳秒量级，可独立/同时开关光；

（6）支持RS232接口控制，满足不同客户整合要求。

3、定制的光学方案。

长春新产业—定制化解决方案

除基因测序外，该系列激光器同时被广泛应用于PCR、流式细胞术、生物显微成像等生物领域中。