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血液或唾液中分析測定基因全序列，從而鎖定個人病變基因，提前預防和治療。

1977年，Walter Gilbert和Frederick Sanger建立了DNA測序技術，并于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于研究工作中。

至今為止的四十多年時間內，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鍵的角色。

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第一代基因測序技術（Sanger測序）是基于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。該方法隨后改用熒光核苷酸標記、毛細管電泳區分和激光檢測，從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%，但由于其高成本、低通量，所以影響了大規模的應用。

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第二代基因測序技術（Next-generation sequencing，NGS）以舍棄讀長為代價 實現了高通量測序 ，一次運行即可同時得到幾十萬到幾百萬條核酸分子的序列。

第一代測序為合成終止測序，而二代測序開創性的引入了可逆終止末端，從而實現邊合成邊測序。在DNA復制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前檢測（NIPT）、胚胎植入前遺傳學診斷／篩查（PGD／PGS）、遺傳病診斷、腫瘤診斷和個性化治療、致病基因檢測、病原微生物檢測等。

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第三代DNA測序技術主要包括：Helico Bioscience單分子測序技術、Pacific Bioscience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。

與前兩代測序技術相比，其最大的特點就是單分子測序，測序過程無需進行PCR擴增，并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，并不會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，小編腦海里浮現了一個大膽的比喻

圖三可能只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，這些對于基因測序來說至關重要。 所以， 激光器的選擇會直接影響 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......

長春新產業—基因測序專用激光器

2、激光功率：mW級到W級。

（1） 對于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）對于取樣點遍布需要大面積照明的大型流動池或滑道中，就會需要較高功率；

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

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，會直接影響測試的整個數據集。

長春新產業488nm—4小時功率穩定性（均方根值）

4、可定制的解決方案

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“定制化”的解決方案。簡單一些的如光纖傳輸、光斑整形，復雜一些的如多波長合成，多個波長之間高一致性等等。

長春新產業—多波長激光器（可定制）

敲重點

長春新產業的激光器具有高穩定性、小體積、低功耗、風冷/傳導散熱等特點。目前，長春新產業用于基因測序的激光器已實現量產，每年為測序儀制造商批量供貨。針對客戶實驗/設備需求，我們可提供：

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

2、多波長激光系統：

（1）光纖耦合輸出，整體功率可達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）開關光時間極短，可達百納秒量級，可獨立/同時開關光；

（6）支持RS232接口控制，滿足不同客戶整合要求。

3、定制的光學方案。

長春新產業—定制化解決方案

除基因測序外，該系列激光器同時被廣泛應用于PCR、流式細胞術、生物顯微成像等生物領域中。