Illumina、454、ABI测序仪技术对比分析

"本文比较了三种主流的测序仪：Illumina、454和ABI，重点介绍了Illumina测序仪的特性和应用，包括其Genome Analyzer系列的发展与升级。" 在现代生物科学研究中，测序技术扮演着至关重要的角色。Illumina、454（Roche 454 Life Sciences）、ABI（Applied Biosystems）是三种广泛使用的测序平台，各自有其独特的技术和优势。 Illumina测序仪，特别是其Genome Analyzer系列，是目前市场上最受欢迎的高通量测序技术之一。这项技术源于Solexa公司的创新，主要依赖于DNA簇生成和可逆性末端终止法。在DNA簇生成过程中，样本DNA被扩增成大量相同拷贝，形成簇状结构，然后在簇上进行测序反应。可逆性末端终止法允许每个簇在每个测序循环中只添加一个特定的脱氧核苷酸，通过检测荧光信号确定碱基类型，然后化学修饰使该位置不再继续延伸，确保下一轮的精确添加。 Genome Analyzer的优势在于其高准确性（通常误判率低于0.1%），高通量（一次运行可以测序数百万甚至数十亿个碱基对），高灵敏度（能够检测低丰度的序列），以及相对较低的运行成本。这些特性使其成为基因组组装、转录组分析、表观遗传学研究以及疾病关联研究的理想工具。例如，在千人基因组计划中，Illumina测序仪发挥了关键作用，大大加速了全基因组测序的速度。 随着技术的不断进步，Illumina推出了Genome Analyzer II和Genome Analyzer IIx，提升了系统的自动化程度和数据产出。Genome Analyzer IIx的改进包括更大的试剂冷却器以支持更长的测序循环，以及新的流动池支架以提高数据质量。这些改进使得Genome Analyzer IIx能够处理更长的配对末端读长（超过100bp），并每次运行产生超过20GB的高质量数据。 454测序仪，即Roche 454 GS FLX+系统，采用的是基于焦磷酸测序的技术，特点是能够处理长片段的DNA，适合于组装复杂的基因组和环境样本。而ABI测序仪，如ABI SOLiD系统，采用了颜色编码的边合成边测序方法，适用于基因分型和小RNA研究。 Illumina、454和ABI测序仪各有特点，适用于不同的研究需求。Illumina因其高性价比和广泛的应用范围，成为了许多实验室的首选。然而，选择哪种测序技术取决于具体的研究问题、预算和数据分析能力。随着技术的快速发展，这些平台的性能和应用领域仍在不断扩展和优化。