#微观探索人体奥秘# 033 SMRT测序
泛生子凭借其在分子诊断领域的深厚底蕴，提供涵盖荧光定量PCR（qPCR</）、数字PCR（dPCR</）和高通量测序等前沿平台的全方位解决方案，助力分子诊断技术的革新与应用。在“泛谈-分子诊断</”系列中，我们将与您一道梳理技术发展脉络，深入探讨临床实践，推动精准医疗的前沿进展。今天，我们将聚焦在基因测序技术的分支——第三代测序技术，SMRT测序的详解。
深入探索SMRT测序</
与高通量测序技术不同，SMRT（单分子实时荧光测序）以其独特的单分子实时读取方式脱颖而出。SMRT测序的实验流程主要包括三个关键步骤：DNA文库制备、测序过程以及结果解读。首先，让我们详细了解其工作原理。
图1 SMRT测序原理示意图
- DNA文库制备</
- 测序反应</
- 结果读取</
基因组DNA经过片段化和末端修复，接着通过发夹接头连接到双链DNA两端，形成封闭的循环。在这个过程中，引物和聚合酶无需PCR步骤，直接形成哑铃状的待测序文库，如同图2所示。
图2 待测序文库复合物示意图
SMRT测序反应在SMRT Cell芯片上进行，该芯片上分布着数百万个微小的ZMW孔。单个文库随机进入这些孔，聚合酶固定在ZMW底部，荧光标记的dNTP溶液中游离着酶和四种带有不同荧光标记的核苷酸。在边合成边测序的原理下，每次合成反应都伴随着荧光信号的记录，这使得SMRT测序具有长读长的优势，如图4所示。
图4 SMRT测序反应原理示意图
每个ZMW孔产生的荧光信号，通过检测不同波长的荧光，可以识别碱基类型。同时，测序时间的差异可以揭示碱基修饰情况。通过这种方式，SMRT测序揭示出丰富的信息，如图5所示。
图5 SMRT测序反应结果读取示意图
技术特性与应用</
SMRT测序技术的一大亮点是其长读长能力，可达10kb以上，每秒可测序10个碱基，具有高通量。然而，由于单分子测序的特性，准确性稍低于第二代测序，需要通过多次重复测序来补偿。PacBio公司自2011年起，通过推出PacBio RS、RS Ⅱ、Sequel和Sequel II等产品，不断优化SMRT芯片的性能，如图6所示。
图6 测序仪
SMRT测序技术的不断发展为基因组学研究、疾病诊断和个性化医疗提供了强大的工具。尽管存在一些挑战，但它在遗传变异检测、单核苷酸多态性分析等领域展现出巨大的潜力。
#微观探索人体奥秘# 002 DNA
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