新一代测序(NGS)

NGS简介

了解这项技术的工作原理和功能

New-to-NGS Scientist in Lab
面向新手的新一代测序

我们将指导您学习NGS的基础知识,并通过教程和提示协助您规划第一次实验。

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什么是NGS?

新一代测序(NGS)是一种大规模平行测序技术,能够以超高的通量、超强的可扩展性和超快的速度进行测序。该技术用于确定整个基因组或DNA或RNA的目标区域中核苷酸的顺序。NGS技术彻底改变了生物科学,使实验室能够以前所未有的水平开展广泛应用和研究生物系统。

 

传统的DNA测序技术已不能满足当今复杂的基因组研究问题对信息深度的需求。新一代测序弥补了这一空缺,成为了解决这类问题的常用研究工具。

Person wearing blue gloves pointing to a paper next to a sequencer

NGS应用

NGS技术彻底改变了科学家能够提出和回答的问题。创新的样本制备和数据分析选项可用于各类应用。例如,NGS使得研究人员能够:

  • 快速对全基因组进行测序
  • 对目标区域进行测序深度
  •  利用RNA测序(RNA-Seq)来发现全新的RNA变异和剪接部位,或者在基因表达分析中定量mRNA
  • 分析表观遗传学因素,例如全基因组DNA甲基化和蛋白质-DNA相互作用
  • 对癌症样本进行测序,研究稀有体细胞变异、肿瘤亚克隆等
  • 研究人体或环境中的微生物多样性
  • 鉴别新病原体

了解测序方法和用途

Overview of Illumina Sequencing by Synthesis Workflow video web graphic

Illumina NGS 是如何工作的?

Illumina NGS技术与经典的桑格链终止法采用了完全不同的方法。它利用了合成测序(SBS)化学技术——通过追踪DNA链复制过程中标记核苷酸的添加——以大规模并行的方式进行测序。

 

新一代测序技术能够产生大量的DNA测序数据,相比传统的桑格测序,它不仅成本更低,而且耗时更少。Illumina测序仪可以在单次运行中提供从300千碱基到多个太碱基不等的数据输出,具体取决于仪器类型和配置。

 

了解更多关于SBS信息

Illumina NGS Methods Guide

深度NGS简介

详细的Illumina测序综述描述了基因组学的发展、测序技术的主要进展、关键方法、Illumina测序化学过程的基本知识等。

 

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方法指南

从基因芯片(BeadChips)到基因组、转录组或表观基因组研究的文库制备,再到测序仪选择、数据分析和售后支持——您需要的所有信息,一站式获取。下载我们为科研应用量身打造的综合指南,为您的实验室挑选最合适的工具。

 

 

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Methods Guide

NGS的关键优势

可实现全基因组测序

人类基因组计划使用毛细管电泳进行桑格测序,耗时10年,花费近30亿美元。

 

相比之下,新一代测序让普通研究人员也能进行大规模全基因组测序(WGS)。它使科学家能够在单个测序实验中分析完整的人类基因组,或每年对成千上万个基因组进行测序。

 

深入了解全基因组测序

表达图谱广泛的动态范围

基于NGS的RNA-Seq是一种强大的方法,它让研究人员能够突破芯片等传统技术低效率和高成本的限制。芯片基因表达测量的局限在于低端的噪音和高端的信号饱和。

 

相比之下,新一代测序对离散的数字测序读书计数进行定量,提供了更广泛的动态范围1,2,3

 

比较芯片与RNA测序

靶向NGS的调谐分辨率

靶向测序使您能够对一组基因或感兴趣的特定基因组区域进行测序,能高效且经济地发挥NGS技术的优势。新一代测序具有高度扩展性,您可根据实验需求调谐分辨率水平。选择是要对多个样本做浅扫描,还是要减少样本数量提高测序深度以期在指定区域找到稀有变异。

 

了解详情:

 

NGS 技术最新突破

Illumina 新一代测序近期实现的关键进展包括:

 

  • XLEAP-SBS 化学技术: 与标准 Illumina 合成测序(SBS)化学相比,速度更快、保真度更高。
  • 高达 16 Tb 级通量: NovaSeq X 系列提供前所未有的测序能力,满足数据密集型应用需求。
  • 快速与简便: MiSeq i100 系列实现最快 4 小时的桌面式测序运行,操作更简洁,并配备直观的机载数据分析。
  • 半导体测序: 将互补金属氧化物半导体(CMOS)芯片与 SBS 技术相结合,在紧凑仪器中实现高精度数据输出。
  • 图案化流动槽技术: 为多种测序应用提供了优秀的通量水平。
凭借标签优先测序实现更前置的 QC 指标

MiSeq i100 系列首次将标签优先测序引入 Illumina 新一代测序技术,带来更快速的样本拆分与实时运行管理。本技术说明证明,标签优先测序可产生与读段优先测序同等优质且高度一致的数据。

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利用微生物组研究加速药物发现

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循环RNA作为无创生物标志物

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通过多组学拓展您的研究

将基因组学、转录组学、表观遗传学和/或蛋白质组学的数据结合起来,以更全面地理解导致疾病、细胞反应和发育的分子变化。利用新一代测序(NGS)技术开展多组学实验,识别生物标志物,将基因型与表型联系起来,以及实现更多目标。

 

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Multiomics is revolutionizing research

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系统购买指导

下述资源为正在考虑购买新一代测序系统的科学家提供了宝贵的指导。

 

NGS实验注意事项

了解读长、覆盖度、质量分值和其他实验注意事项,帮助您规划测序运行。

 

使用我们的交互式工具来帮助您创建定制NGS方案或为您的项目选择合适的产品和方法。

 

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DNA with a lblue graident background

高通量NGS实验室的可用资源

  • 测序方法:探索从全基因组测序、mRNA-Seq、外显子组测序到单细胞测序等广泛技术。
  • 高通量测序:可处理更多样本,提高统计功效。使用最新的大型测序仪经济高效地运行数据丰富的多组学应用。 
  • 文库制备自动化:了解用于帮助实验室制备大量NGS文库的自动化液体处理解决方案。
  • NGS的数据存储: 安全地存储大量NGS和其他基因组学数据。
Sequencing in action
可靠的桌面式测序解决方案

了解因美纳如何致力于维护桌面式测序解决方案的良好记录,使科学家能够推进并加快研究。

 

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NGS文库制备

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测序服务

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与专业的因美纳讲师一起工作,接受实践培训。除此之外,我们还提供在线课程、网络研讨会、视频和播客。

参考文献
  1. Bentley DR, Balasubramanian S, Swerdlow HP, et al. Accurate Whole Human Genome Sequencing using Reversible Terminator Chemistry. Nature. 2008; 456 (7218): 53–59.
  2. Shendure J and Ji H. Next-generation DNA sequencing. Nat Biotechnol. 2008; 26(10): 1135-1145.
  3. Wang Z, Gerstein M, Snyder M. RNA-Seq: a revolutionary tool for transcriptomics. Nat Rev Genet. 2009; 10: 57–63.
  4. Wilhelm BT, Landry JR. RNA-Seq—quantitative measurement of expression through massively parallel RNA sequencing. Methods. 2009; 48: 249–57.
  5. Zhao S, Fung-Leung WP, Bittner A, and Ngo K, Liu X. Comparison of RNA-Seq and microarray in transcriptome profiling of activated T cells. PLoS One. 2014; 16;9(1): e78644.