Illumina 测序的原理和应用
Illumina测序基础知识
第一个要给大家讲的，是它这个flowcell。
Flowcell翻成中文，就叫“流动池”。
我们来看这个图片。
图片当中，我们看到一个象载玻片大小的芯片。
这个芯片里面，是做了8条通道。
在这个通道的内表面，是做了专门的化学修饰。
它的化学修饰，主要是用2种DNA 引物，把它（2种DNA引物）种在玻璃表面。
这两种（DNA引物的）序列是和接下来要测序的DNA文库的接头序列相互补的。
而且这2种引物是通过共价键，连到Flowcell上去。
之所以要用共价键连到Flowcell上去，是因为接下来有大量的液体要流过这个Flowcell，只有有共价键连接的这些DNA，才不会被冲掉。
这就是Flowcell。
再接下来，讲一下文库、和文库的制作（过程）所谓的DNA文库，实际上是许多个DNA片段，在两头接上了特定的DNA接头，型成的DNA混合物。
文库有2个特点，第1个特点，是当中这一段插入的DNA，它的序列是各种各样的。
第2个特点，它的两头的接头序列，是已知的，而且是人工特地加上去的。
要做这个文库，首先是把基因组DNA，用超声波打断。
然后打断之后，两头用酶把它补平，再用Klenow酶在3’端加上一个A碱基。
然后，再用连接酶把这个接头给连上去。
连好了接头的DNA混合物，我们就称为一个“文库”。
英文也称作“library”。
做好了Library之后，就要做桥式PCR了。
桥式PCR，实际上是把文库种到芯片上去，然后进行扩增，这样的一个过程。
这个过程，首先是把文库加入到芯片上，因为文库两头的DNA序列，和芯片上引物是互补的，所以，就会产生互补杂交。
杂交完了之后，我们在这里面加入dNP和聚合酶。
聚合酶会从引物开始，延着模板合成出一条全新的DNA链来。
新的这条链，和原来的序列是完全互补的。
接下来，我们再加入NaOH碱溶液。
DNA双链在NaOH碱溶液存在下，就解链了。
而且被液流一冲，原来的那个（模板）链，也就是没有和芯片共价连接的链，就被冲走了。
Illumina测序的原理和应用 ppt课件
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2. Double-stranded molecule is denatured and original template is washed away
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3. New synthesized strand is covalently attached to flow cell surface to form a bridge and extended by polymerase
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Illumina测序流程
eneration 簇生成
序
流
程
Sequencing
测序
Data Analysis 数据分析
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Two flow cell
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Hiseq2500
• 如果老师最后没有总结一节课的重点的难点， 你是否会认为老师的教学方法需要改进？
• 你所经历的课堂，是讲座式还是讨论式？
• 教师的教鞭
• “不怕太阳晒，也不怕那风雨狂，只怕先生骂 我笨，没有学问无颜见爹娘 ……”
• “太阳当空照，花儿对我笑，小鸟说早早 早……”
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Ada bridge is formed
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5. Double-strand bridge is denatured and form two copies of covalently bound single-stranded templates 6. Bridge amplification cycle repeat
illumina测序原理
illumina测序原理illumina测序是一种分子生物技术，是人类基因组测序领域最常用的序列技术。
Illumina测序可以帮助研究人员对物种基因组进行微观上的分析，以了解物种遗传和表型的变化，以及为药物开发和临床诊断提供技术支持。
本文将介绍illumina测序的原理、技术方法以及用于探索疾病的应用。
illumina测序的原理illumina测序以能够自动分辨双链DNA的激光荧光技术为基础。
它是一种借助微孔板的半结构化的、多芯片的平台，可以同时对多条双链DNA进行高通量测序。
其基本原理是，在介质中悬浮的DNA片段会在illumina仪器上被电场热像(piezo-electric heating)做成微型沉积，然后由四种激光激发激光（excitation laser）、发射激光（emission laser）、紫外线激光（UV laser）、紫外线破坏激光（UV destruction laser）对每个沉积的微粒进行精确的检测。
illumina测序的技术方法illumina测序通常由四个步骤组成：DNA片段制备、多聚合酶链反应(PCR)、样品分配和测序读取。
1、DNA片段制备：这一步是首先利用核酸在体外产生固定大小的DNA片段，然后加入抑制剂阻止PCR反应，最后将数据存储在微孔板中。
2、多聚合酶链反应(PCR)：多聚合酶链反应(PCR)使得每个DNA 片段可以得到大量的复制，以便illumina仪器可以测试它们。
3、样品分配：在这个步骤中，借助芯片的能力，illumina测序仪可以将样品放置在固定的位置上，并精确地控制它们的移动速度和沉积位置，以实现多个样品的定位和分配。
4、测序读取：这是最后一步，也是最重要的步骤，即对每一个沉积的DNA片段序列进行精确的测序，以获得每一条双链DNA的完整序列。
illumina测序用于疾病探索illumina测序不仅应用于普通的基因组测序，还可以用于探索疾病机制，鉴定敏感性突变，并检测基因组结构变异。
illuma测序原理(一)
illuma测序原理(一)Illumina测序1. 简介Illumina测序（Illumina Sequencing）是一种高通量测序技术，通常用于获取DNA或RNA样本的序列信息。
该技术采用Illumina公司的测序平台，具有高灵敏度、高标准化和高通量等特点，被广泛应用于基因组学、转录组学和表观基因组学等领域。
2. 工作原理Illumina测序的工作原理可以简要概括为：1.DNA建库：将待测样本中的DNA片段通过特定的方法进行文库构建，包括DNA片段的断裂、末端修复、连接接头添加等步骤。
2.簇生成：将文库DNA片段连接到微孔表面上的引物序列上，形成DNA片段簇，每个簇包含数百万个相同的DNA片段。
3.桥式扩增：通过PCR反应，使每个DNA片段形成桥状结构，并与其他DNA片段连接在一起。
这个过程在适当的条件下反复进行。
4.测序反应：引物和荧光标记的核酸碱基（dNTPs）在图案化和停止扩增的条件下进行反应，读取每一个DNA片段的碱基序列。
5.重复循环：以上步骤循环进行，每个循环会读取一个碱基，并记录下来。
6.数据分析：基于每个簇的测序结果，对测序数据进行分析和拼接，得到原始的DNA或RNA序列。
3. Illumina测序的特点•高灵敏度：Illumina测序技术能够检测到非常低浓度的DNA或RNA样本，适用于稀有序列的研究。
•高标准化：Illumina测序具有较低的错误率，并且可以高通量地测序多个样本，结果可靠且具有可重复性。
•高通量：通过Illumina平台，可以同时测序数百万个DNA片段，在较短的时间内获取大量的测序数据。
•可扩展性：Illumina测序技术可以根据研究需求进行灵活的扩展，从几百bp到数百bp的测序长度都可以满足。
4. 应用领域Illumina测序技术在众多研究领域中得到了广泛的应用，包括但不限于：•基因组学研究：用于鉴定基因组中的突变、SV（结构变异）和其他遗传变异。
•转录组学研究：用于确定细胞或组织中的RNA转录本，揭示基因表达的变化和调控机制。
illumina测序原理
illumina测序原理
Illumina测序原理是一种高通量测序技术，它通过将DNA分子切割成小段，并使用DNA聚合酶与引物使其复制，最后通过测序仪读取DNA的碱基序列信息。
这种测序技术以其高度准确性和高通量特性而闻名。
Illumina测序过程基于桥式扩增的技术，首先将待测的DNA 分子随机切割成称为文库的小片段。
然后，这些DNA片段会与适配体（adapter）相连，适配体上含有特定序列的引物。
引物具有与DNA片段相互互补的序列，可以与DNA片段的末端结合。
接下来，这些连接好的DNA片段会被附着到玻璃芯片上的千余万片段连接“桥”的位置。
通过引物的作用，DNA片段与芯片上的DNA密切相连，形成以桥为中心的DNA聚集体。
这个过程被称为桥式扩增，同时也是Illumina测序技术的关键步骤。
在桥式扩增完成之后，双链DNA会被解旋成两条单链，之后使用DNA聚合酶和碱基以及荧光标记的核苷酸作为底物进行扩增。
聚合酶会根据DNA模板选择相应的碱基，并将其与底物结合形成新的DNA链。
当荧光标记的核苷酸被加入时，会释放出荧光信号，这个信号会通过摄像机被探测到。
在测序过程中，每次加入的碱基都会进行检测和记录。
通过重复这个过程，每个DNA片段的碱基序列将会被测定。
当测序完成后，可以通过计算机软件分析这些测定的碱基序列，获得
DNA样本的整体序列。
总的来说，Illumina测序原理基于桥式扩增技术，通过测序仪读取每个DNA片段的碱基序列信息，从而实现高通量、高精度的测序。
这种技术被广泛应用于基因组学、转录组学、表观遗传学等领域的研究和应用。
Illumina 测序的原理和应用
1. Single DNA libraries are hybridized to primer lawn and extended by polymerase
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2. Double-stranded molecule is denatured and original template is washed away
在Illumina的测序过程中，无论是单 端测序还是双端测序，都会用到特异 选择性链切断的过程。其中单端测序 的要切断1次，双端测序中的两条链 要先后各切断1次（共2次）。
单端测序：高碘酸希夫反应 。
双端测序： Illumina巧妙地利用了 “甲酰胺基嘧啶糖苷酶（Fpg）”对 “8-氧鸟嘌吟糖苷（8-oxo-G）”的 选择性切断作用。
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13. Sequenced strand is stripped off and the index primer is added for to seq index
3‘端
Index primer
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5‘端
14. Repeat bridge amplification to form reverse strand after index sequencing 15. Sequencing the reverse strands
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7. Multiple bridges are formed 8. dsDNA bridges are denatured and reverse strands are cleaved
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9. Cleaved reverse strands are washed away and leaving a cluster with forward strands only
Illumina 测序的原理和应用.ppt
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Illumina测序流程
eneration 簇生成
序
流
程
Sequencing
测序
Data Analysis 数据分析
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什么是 flow cell？
Flow cell 即流动槽，如载玻片大小，有8个通道 即8条lane。
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3. New synthesized strand is covalently attached to flow cell surface to form a bridge and extended by polymerase
4. Double-strand bridge is formed
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5. Double-strand bridge is denatured and form two copies of covalently bound single-stranded templates 6. Bridge amplification cycle repeat
Protei n
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Long ncRNA
转录组
DGE
sRNA
Thank you!
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9、春去春又回，新桃换旧符。在那桃花盛开的地方，在这醉人芬芳的季节，愿你生活像春天一样阳光，心情像桃花一样美丽，日子像桃子一样甜蜜。 2020/11/72020/11/7Saturday, November 07, 2020 10、人的志向通常和他们的能力成正比例。2020/11/72020/11/72020/11/711/7/2020 4:14:00 PM 11、夫学须志也，才须学也，非学无以广才，非志无以成学。2020/11/72020/11/72020/11/7Nov-207-Nov-20 12、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。2020/11/72020/11/72020/11/7Saturday, November 07, 2020 13、志不立，天下无可成之事。2020/11/72020/11/72020/11/72020/11/711/7/2020 • 14、Thank you very much for taking me with you on that splendid outing to London. It was the first time that I had seen the Tower or any of the other famous sights. If I'd gone alone, I couldn't have seen nearly as much, because I wouldn't have known my way about.
Illumina平台测序原理及常见测序文库构建
应用： 转录本的种类和基因 定量 基因的转录结构 可变剪切 发现新的转录本
真核生物
总RNA
原核生物
利用Oligo (dT)富 集mRNA
去除 rRNA
将mRNA 随机打断成 ~200 nt
桥式PCR：
冲走单链DNA模板，以合成的第一链 为模板进行35循环的桥式PCR
线性化：
将与P5接头连接的DNA链从Flow Cell 上去除
阻断3’–OH： 防止在后续测序过程中继续延伸DNA链
杂交测序引物
DNA模板杂交和一链合成
单链DNA分子与FlowCell 表面的对应接头杂交
以杂交的单链DNA为模板， FlowCell上的接头ng Primer
此单链部分与 FlowCell表面上P7接
头相同
此单链部分与 FlowCamples
cBot HiSeq2500
MiSe液相杂交
• 液相杂交是通过在溶液中， 利用链碱基配对的原理， 将DNA片段与探针杂交， 然后洗脱，富集目的片段。
Exon测序
特点
• 优点：
• 不足：
• 1、 与全基因组测序相比，外 显 • 1、与全基因组测序相比，不能
子测序具有测序覆盖度更深、 数 检测到基因组内较大的结构性
4种 Fl-NTP’s +
聚合酶
拍照，收集信号
去阻断，切除荧光基团
X 36 - 151
可逆终止化学反应
• 一次加入4种修饰的dNTP(可逆终止子) • 准确度高 • 可以得到同聚物序列
• 合成 • 照相，收集信号 • 去阻断，切除荧
光基团
下一个碱基合成
illumina测序技术原理
illumina测序技术原理Illumina测序技术原理Illumina测序技术是一种高通量测序技术，广泛应用于基因组学、转录组学和表观基因组学等研究领域。
该技术基于DNA合成和荧光标记的原理，通过大规模并行测序的方法，快速高效地获得DNA序列信息。
一、Illumina测序技术的基本原理Illumina测序技术主要包括文库构建、测序反应和数据分析三个步骤。
1. 文库构建文库构建是Illumina测序的第一步。
首先，需要将待测样本的DNA 进行提取和纯化。
然后，将DNA进行打断，得到较短的DNA片段。
接下来，在DNA片段的末端添加特定的适配器序列，适配器序列包含了引物结构和荧光标记。
适配器序列的引物结构可以与测序芯片上的引物结合，使得DNA片段在芯片上固定。
最后，将DNA片段经过PCR扩增，得到文库。
2. 测序反应测序反应是Illumina测序的核心步骤。
首先，将文库中的DNA片段固定在测序芯片的表面上形成单分子颗粒。
然后，通过桥式PCR的方法，将DNA片段扩增成cluster。
每个cluster都由数百个相同的DNA片段组成，这些片段形成桥状结构，与芯片表面连接。
接下来，将荧光标记的碱基加入到扩增的DNA链上，然后通过激光照射，激活荧光标记。
这样，每个碱基都会发出特定的荧光信号，然后由摄像机进行拍摄。
拍摄的图像会被转化为电信号，并通过计算机进行处理和分析，得到DNA序列信息。
3. 数据分析数据分析是Illumina测序的最后一步。
通过计算机软件对测序得到的图像进行处理，将图像转化为原始的碱基序列。
然后，根据碱基荧光信号的强度，对原始序列进行质量控制和过滤，去除低质量的碱基。
接下来，将原始序列与参考序列进行比对，以确定DNA片段的位置和序列。
最后，通过数据分析软件将测序结果进行整理和解读，得到最终的测序数据。
二、Illumina测序技术的优势Illumina测序技术具有以下几个优势：1. 高通量：Illumina测序技术可以同时进行数百万次的测序反应，大大提高了测序效率和通量。
illumina测序原理
illumina测序原理
Illumina测序原理是一种基于合成DNA技术的高通量测序方法。
其核心原理是通过DNA模板的扩增、片段化、连接、测序和数据分析等步骤，实现对DNA的高效快速测序。
在Illumina测序过程中，DNA首先被分为小片段，通常为200至600碱基对长。
这些片段会被固定在玻璃片或是微流控芯片上，形成DNA桥。
然后，DNA片段会通过PCR扩增，在每个桥上形成成千上万个复制的DNA簇。
接下来，所述DNA簇会被用来进行测序。
在测序过程中，DNA簇上的碱基会被逐一加入，形成DNA链的延伸。
此时，每个DNA簇上的碱基会在酶的催化下，释放出一定的荧光信号，该信号会被记录下来。
为了能够一个一个地加入正确的碱基，并记录下对应的荧光信号，Illumina测序使用了一种称为反复链引导的策略。
具体而言，每次只会加入一个碱基，并记录其信号，然后用酶将该碱基从DNA链上去掉，以便下一轮加入新的碱基。
这样的重复过程会形成一个一个的碱基序列。
在测序完成后，需要进行数据处理和分析。
通过比对测得的DNA序列与参考序列对比，就能够确定DNA样本中的碱基序列。
此外，Illumina测序还能够同时进行多个DNA样本的测序，从而提高测序效率。
总的来说，Illumina测序原理通过小片段扩增、逐一加入碱基
并记录其荧光信号，最终得到样本的DNA序列信息。
这种高通量测序方法广泛应用于基因组学、转录组学、表观基因组学等领域，为科学研究和医学诊断提供了强大的工具。
illumina sequencing原理
illumina sequencing原理
Illumina sequencing（Illumina 测序）是一种广泛使用的高通量DNA 测序技术，其原理基于边合成边测序（Sequencing-by-Synthesis，SBS）的方法。
Illumina 测序的基本步骤如下：
1. 文库制备：将待测DNA 片段连接到测序载体上，形成文库。
2. 桥接和扩增：将文库加载到测序芯片上，通过桥式PCR 进行扩增，每个DNA 片段都被扩增成许多相同的拷贝。
3. 测序：在测序过程中，DNA 聚合酶会将荧光标记的核苷酸逐个添加到延伸的DNA 链上。
每次添加一个核苷酸，都会释放出相应的荧光信号，通过光学检测系统记录。
4. 图像采集和分析：光学检测系统会捕捉每个核苷酸添加时产生的荧光信号，并将其转换为数字图像。
这些图像被用于分析和识别每个核苷酸的身份。
5. 数据处理和质量控制：测序得到的原始数据需要经过处理和质量控制步骤，包括去除低质量的序列、比对到参考基因组等，以获
得最终的测序结果。
Illumina 测序技术具有高通量、高准确性和低成本的特点，使其成为基因组学研究、生物医学研究和临床诊断等领域的重要工具。
illumina双端测序原理
illumina双端测序原理
Illumina双端测序原理是一种高通量测序技术，通过使用Illumina测序仪，分别从DNA序列的两端进行测序。
具体步骤如下：
1. DNA片段制备：将DNA样本进行随机剪切，然后在片段的末端加入适配器序列。
2. PCR扩增：将DNA片段进行PCR扩增，使其在适配器的
两端连续存在。
3. 测序芯片制备：将PCR扩增产物固定在质量好的玻璃芯片上，形成DNA片段阵列。
4. 簇生成：在测序芯片上进行扩增，使每个DNA片段形成簇。
5. DNA测序：利用碱基特异性的可逆终止，加入荧光标记的
碱基和DNA聚合酶，自由核苷酸流失后发出荧光信号，记录
每个碱基的测序信号。
6. 反向互补链合成：将测序芯片上的DNA链反转，形成反向
互补链。
7. 二次测序：与第一次测序相同的方式进行第二次测序。
8. 数据分析：对测序数据进行质量控制、过滤和比对分析。
双端测序的优点是能够提高测序的准确性和覆盖度，增强对重复序列的解读能力，并提供了更多的生物信息学分析的可能性。
二代测序技术-illumina测序原理
二代测序技术-illumina测序原理
Illumina测序技术是一种常用的二代测序技术，也被称为高通量测序技术。
其原理主要包括以下几个步骤：
1. DNA片段制备：首先，将待测的DNA样本进行特定处理，如剪切、连接接头等，生成适合测序的DNA片段。
2.聚合酶链反应（PCR）扩增：将DNA片段进行PCR扩增，以产生大量的DNA模板，供后续测序反应使用。
3.测序芯片制备：将PCR扩增得到的DNA模板固定在测序芯片的表面上，使得每个DNA模板都与芯片上的一个特定位置对应。
4.引物结合与扩增：在测序芯片上，加入带有特定序列的引物，并进行碱基扩增反应。
这种扩增反应是逐个碱基进行的，每次只加入一种碱基。
5.碱基荧光标记：每种碱基都与特定的荧光染料结合，不同的碱基配对会产生不同的荧光信号。
6.成像和信号检测：使用激光或其他光源对测序芯片上的DNA模板进行扫描，并检测每个位置的荧光信号。
7.数据处理和碱基识别：通过分析得到的荧光信号，识别每个位置的碱基。
8.重复扩增和成像：重复以上步骤，直到获得足够的测序数据。
通过以上步骤，Illumina测序技术可以高效地获得大量的测序数据，具有高通量、高准确性和较低的成本等优点，被广泛应用于基因组学、转录组学和表观遗传学等领域的研究。
rnaseq illumina测序原理
rnaseq illumina测序原理
Illumina测序原理是基于NGS（下一代测序技术），也被称为第二代测序技术。
这种技术相比第一代测序技术具有更高的测序通量。
具体到RNA-Seq（转录组测序），其测序原理如下：
1.样本准备：首先，需要从研究样本中提取总RNA。
2.建库：将RNA样本进行反转录，生成cDNA。
然后，通过PCR扩增，将
cDNA片段固定在测序芯片上。
3.测序：当测序仪进行测序时，会根据每个cDNA分子的末端序列合成互补
序列，从而形成双链cDNA分子。
这些双链cDNA分子被固定在测序芯片上，然后进行测序。
4.数据解析：测序仪会读取每个cDNA分子的序列信息，生成原始的测序数
据。
这些数据需要经过进一步的处理和分析，以提取基因表达信息和其他有用的生物信息。
在Illumina测序技术中，可以保证在几十个小时内产生几百G甚至上T的测序数据，完全能够满足高通量测序的通量要求。
而且其测序准确程度也是完全能够保证的。
因此，在目前高通量测序的科研领域，Illumina测序技术占据主导地位。
illumina测序
illumina测序Illumina测序Illumina测序是一种高通量测序技术，广泛应用于基因组学和转录组学研究。
该技术基于DNA聚合酶链反应和桥式PCR技术，通过对DNA样本进行多次放大和测序，可以获得高分辨率的DNA测序结果。
Illumina测序的原理是在玻片上固定DNA片段，然后使用DNA聚合酶链反应将其复制成成千上万个复制品。
接下来，将DNA片段裂解成单链，并通过固定在玻片上的引物进行二次扩增。
这种二次扩增会在表面形成DNA聚集群，每个聚集群都包含数百万个相同的DNA片段。
在扩增过程中，每个DNA片段的末端都会加上一段DNA适配体，这些适配体可以与固定在玻片上的引物配对。
然后，在放大的DNA 群集上进行合成，使用荧光标记的二聚体核苷酸来读取每个DNA 片段的碱基。
通过逐个读取每个DNA片段的碱基，可以获得完整的DNA序列。
Illumina测序的优势在于其高通量和高精度。
由于使用了桥式PCR 技术，可以同时测序多个DNA片段，从而显著提高了测序效率。
此外，Illumina测序使用的荧光标记和高分辨率成像技术，可以准确读取每个碱基的荧光信号，进一步提高了测序的准确性。
利用Illumina测序技术，研究人员可以进行多种基因组学和转录组学研究。
通过对整个基因组的测序，可以识别出DNA序列的突变、插入和缺失等变异类型，从而帮助研究人员研究疾病的发生机制。
此外，Illumina测序还可以用于测定RNA浓度、检测转录本的表达水平以及鉴定RNA剪接变异。
虽然Illumina测序技术具有许多优势，但也存在一些限制。
首先，Illumina测序仍然需要较高的成本，特别是在进行大规模测序时。
其次，由于需要多次放大和拼接，Illumina测序在处理GC含量高的DNA序列时可能存在失真。
此外，Illumina测序对于DNA片段的长度也有一定的限制，通常在几百个碱基对的范围内。
尽管Illumina测序存在一些限制，但其高通量、高精度和广泛的应用范围使其成为目前最常用的测序技术之一。
illumina测序原理
illumina测序原理
illumina测序技术是近几年来新出现的革命性的DNA测序技术，它可以非常快速、高效地检测出DNA序列。
其原理是将DNA分子片段分解成小片段，通过特殊的技术放大要测序的DNA片段，并利用激光扫描仪识别出每个放大的DNA片段的序列，从而完成DNA测序。
illumina测序的原理首先是在激光技术的基础上改进了DNA分
子的处理步骤。
它允许在DNA分子上更多种的分子标记，通过特殊的标记模式，使得每个DNA分子被不同的标记分子锁定在磁链上，从而实现分子的自动排序。
其次，illumina测序技术通过特殊的放大技术，利用水平分型
技术，放大DNA分子，从而形成一整块磁盘，其上分布着大量的DNA 分子，可以千分之一地检测DNA序列。
最后，illumina测序的最重要的技术是激光扫描技术。
激光扫
描仪将放大的DNA分子板发射的特定波长的激光做扫描，并从中提取出DNA分子的序列信息。
由此，以上三个技术组合在一起，就完成了illumina测序技术。
illumina测序技最大的优势在于可以快速、高效地检测出DNA
序列，同时可以非常大规模地阅读。
在分子遗传学研究、基因组学等方面有着巨大的应用前景，比如可以通过它进行大规模的基因组测序，可以分析DNA序列差异性以及突变等，可以帮助科学家更深入地了解生物的进化变化以及遗传病的发生机制。
总之，illumina测序技术是一种极大改进的DNA测序技术，它
比以前的技术更加快速、高效，更易于操作，对于基因组学研究有着极大的作用。
真迈 测序原理
真迈（Illumina）是一家生物技术公司，专注于DNA测序技术的开发和商业化。
以下是真迈测序平台的基本原理：
1.文库构建：首先，从待测样本中提取DNA，并经过一系列处理步骤生成文库。
文库是
DNA片段的集合，每个片段都具有特定的序列信息。
2.桥式扩增：将文库中的DNA片段固定到玻璃芯片上，并进行PCR（聚合酶链反应）扩
增，使得每个DNA片段形成数以百万计的桥状结构。
这些桥可以同时进行下一步的测序。
3.测序循环：真迈采用碱基根据法（Sequencing by Synthesis），在每个扩增桥上进行多轮
碱基添加和荧光标记。
每一轮中只会添加一种特定的碱基，并通过检测其对应的荧光信号来确定该位置的碱基序列。
4.图像捕获：在每个测序循环完成后，使用高分辨率相机拍摄芯片上的荧光信号图像。
该
图像包含了每个桥上所有已添加的碱基的荧光信号。
5.数据分析：通过分析图像数据，真迈测序系统可以确定每个桥的碱基序列。
然后，将这
些序列数据与参考基因组进行比对和分析，以获得样本中的基因信息和变异等。
真迈测序平台采用高通量并行测序技术，能够同时处理成千上万个DNA片段，大大提高了测序效率和数据产出。
其高准确性和广泛应用使其成为当前最常用的DNA测序技术之一。
请注意，具体的实验步骤和细节可能会因不同的真迈测序平台和试剂盒而有所不同。
全基因组测序数据分析的方法与应用
全基因组测序数据分析的方法与应用全基因组测序技术的发展，使得生物信息学领域的研究越来越深入。
全基因组测序数据的分析方法和应用也愈加复杂。
本文将介绍全基因组测序数据分析的方法和应用。
一、测序方法1. Illumina测序技术Illumina测序技术是目前应用最广泛的测序技术，其原理是利用DNA聚合酶作用下的反应，将DNA复制为许多短单链的DNA片段。
然后，这些片段会和适配器序列结合形成DNA库，接着进行PCR扩增和芯片测序。
Illumina测序技术的特点是测序周期短，且数据质量高。
2. Pac Bio测序技术Pac Bio测序技术是一种基于单分子实时测序技术的高通量测序技术。
其原理是直接在DNA分子上进行测序，而不是利用PCR扩增。
该技术的优点是产生的读长长，但缺点是测序误差率比较高。
3. Oxford Nanopore测序技术Oxford Nanopore测序技术是一种基于纳米孔技术的测序技术。
其原理是将DNA或RNA片段通过纳米孔引入，然后通过阅读流和激光进行实时测序。
该技术的优点是测序速度快，可产生超长的读长，但误差率比较高。
二、数据分析方法1. 数据预处理数据预处理是数据分析中不可或缺的步骤。
其包括数据质量控制、去除低质量序列、去除污染序列、建立序列索引等。
这些操作对后续分析的准确性和可靠性至关重要。
2. 基因组组装基因组组装是将测序得到的DNA片段按照顺序拼接成完整的基因组的过程。
基因组组装方法有很多种，例如De Bruijn图、Overlap-Layout-Consensus等。
3. 基因组注释基因组注释是解释基因组数据含义的过程。
注释步骤包括基因定位和基因功能预测等。
基因定位是将基因组序列和已知信息比对，以确定基因的位置。
基因功能预测根据基因的结构和生物学特征，进行功能预测。
4. 基因组比对基因组比对是将不同样本之间的序列进行比对，以寻找共同点和区别。
其中最常用的比对工具是Bowtie、BWA、GMAP等。
novaseq测序原理
novaseq测序原理
NovaSeq测序原理
NovaSeq是Illumina公司推出的新一代测序系统，相对于前一代的HiSeq X Ten 来说，它的功能更多元化、效率更高、成本更低，其中技术原理是采用高通量测序技术（High Throughput Sequencing）来实现快速且精确的DNA测序。
高通量测序技术的核心原理有两个：1、最小引物技术，2、多次重复测序技术。
1、最小引物技术
高通量测序技术需要用到最小引物技术，也就是说，在测序过程中，需要使用到特定长度的引物。
这里的引物就是催化DNA合成的因子，它可以将模板DNA的序列转换成目标DNA的序列，从而确定需要测序的片段。
它的特点是具有很高的适应性，也就是说，当模板DNA 的序列发生变化时，它仍然可以正确的转换模板DNA序列，从而确定需要测序的片段。
2、多次重复测序技术
高通量测序技术还需要使用到多次重复测序技术，也就是说，在测序的过程中，要重复的进行测序，以确保测序的准确性。
每次测序所获得的数据会被按照一定的规则重新组合，再将这些重组后的数据比对到一个参考序列中，以确定原来的模板DNA序列。
NovaSeq是基于最小引物技术和多次重复测序技术的，它采用了一种称为“Rapid Bass”的快速测序技术，使用较短的引物来获得结
果，从而大大提高了测序的效率，对于测序深度和分析结果的可靠性也都有很大的提高。
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DNA水平 RNA水平
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基因组denovo、重测序 外显子捕获测序 DNA甲基化测序 Chip-Seq 16s、宏基因组
转录组测序 数字表达谱DGE Small RNA lncRNA
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高通量测序的应用
DNA
Chip-seq
甲基化
RNA
真核 原核
无参 有参
BSA-seq 比较转录组
Protei n
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9. Cleaved reverse strands are washed away and leaving a cluster with forward strands only
在Illumina的测序过程中，无论是单 端测序还是双端测序，都会用到特异 选择性链切断的过程。其中单端测序 的要切断1次，双端测序中的两条链 要先后各切断1次（共2次）。
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12. Cleave the fluor and free the 3’ end then repeat above steps for nequenced strand is stripped off and the index primer is added for to seq index
washed away
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3. New synthesized strand is covalently attached to flow cell surface to form a bridge and extended by polymerase
4. Double-strand bridge is formed
Index 用来区分不同样本
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Illumina测序流程
eneration 簇生成
序
流
程
Sequencing
测序
Data Analysis 数据分析
4
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什么是 flow cell？
Flow cell 即流动槽，如载玻片大小，有8个通道 即8条lane。
Illumina 测序的原理和 应用
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Illumina测序流程
eneration 簇生成
序
流
程
Sequencing
测序
Data Analysis 数据分析
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Adap Read1和Read2测序引物结合区
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two copies of covalently bound single-stranded templates 6. Bridge amplification cycle repeat
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8. dsDNA bridges are denatured and reverse strands are cleaved
3‘端
Index primer
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5‘精端品文档
14. Repeat bridge amplification to form reverse strand after index sequencing 15. Sequencing the reverse strands
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高通量测序的应用
程
Sequencing
测序
Data Analysis 数据分析
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Two flow cell
Hiseq2500
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10. Sequencing primer is hybridized to adapter sequ
3‘端 测 序 引 物
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5‘端
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11. Only one nucleotide is added every cycle as the 3’ end is blocked
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Long ncRNA
转录组
精品文档
DGE
sRNA
Thank you!
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1. Single DNA libraries are hybridized to primer lawn and extended by polymerase
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2. Double-stranded molecule is denatured and original template is
单端测序：高碘酸希夫反应 。
双端测序： Illumina巧妙地利用了“ 甲酰胺基嘧啶糖苷酶（Fpg）”对 “8-氧鸟嘌吟糖苷（8-oxo-G）”的 选择性切断作用。
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Illumina测序流程
eneration 簇生成
序
流