Illumina Hiseq/Miseq测序原理简介

一、Solexa测序技术前世今生(——Illumina平台)

Solexa高通量测序技术是由英国剑桥大学派生的Solexa公司建立起来的。该方法以单分子阵列技术为基础,是对合成测序技术的发展与延伸。

二、测 序 原 理

Solexa是一种基于边合成边测序技术(Sequencing-By-Synthesis,SBS)的新型测序技术。通过单分子阵列实现在小型芯片(FlowCell)上进行桥式PCR反应。通过可逆阻断技术实现每次只合成一个碱基,再利用相应的激光激发荧光集团,捕获激发光,从而读取碱基信息。

1)Flow Cell结构

Flow Cell结构示意图

2)可逆阻断技术

可逆阻断原理示意图

3)边合成边测序(SBS)

边合成边测序示意图

a.加入测序引物

b.Cycles1

a)合成第一个碱基

b)清除未反应的碱基和试剂

c)激发荧光信号并读取 (可逆阻断技术的步骤)

d)去除荧光基团和阻断基团 (可逆阻断技术的步骤)

c.Cycle2……Cycle n

4)桥式PCR(——簇生成之“起始延伸”)

起始延伸步骤示意图

5)桥 式 PCR(——簇生成之“扩增”)

簇生成示意图

6)桥 式 PCR(——簇生成之“测序”)

测序示意图

7)碱基读取

碱基读取示意图

三、工作流程

四、测 序 类 型

a)单端测序(single-read sequencing,SR)

b)双端测序(Paired-endsequencing,PE)

c)混样测序(Indexsequencing)

1)FollowCell 接头差异

Paired End

Paired End

Uracil Specific Excision Reagent (USER)

尿嘧啶切割位点

FormamidopyrimidineGlycosylase (fpg)

糖基化酶切割位点

Single Read

Single Read

Periodate Linearization

高碘酸盐切割位点

a)双 端 测 序

Paired-End sequencing(PE/双端测序)

−检测基因片段两端的基因信息。

双端测序示意图

b)单 端 测 序

Single-read sequencing(SR,单端测序)

−只检测基因片段一段的基因信息。

单端测序示意图

c)混 样 测 序

Index Sequencing:将多种样本混合测序

−充分利用solexa高通量测序特点。

混样测序示意图

A:Adapter

B:Fragment DNA

C:Index seq primer

D:Index

E:Adapter

测序过程示意图

五、仪 器 构 造

1)Miseq测序仪

Miseq测序仪示意图
Hiseq侧测序仪

六.测序结果展示

Fastq:Fastq是Solexa测序技术中一种反映测序序列的碱基质量的文件格式。

·Read 1

Read1测序结果示意图

·Read 2

Read2测序结果示意图
碱基质量示意图
测序结果的解释
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