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测序技术

1 测序技术的基本概念 1.1 DNA、RNA和蛋白质的结构与功能 1.2 核酸序列的基本知识 1.3 测序技术的发展历程 2 第一代测序技术(Sanger测序) 2.1 Sanger测序原理 2.2 第一代测序的实验步骤及注意事项 2.3 第一代测序的应用实例与局限性 3 第二代测序技术(高通量测序) 3.1 高通量测序的基本原理 3.2 主要的第二代测序平台介绍(Illumina、Ion Torrent、454等) 3.3 第二代测序技术的实验设计及数据分析流程 3.4 第二代测序技术的应用实例与局限性 4 第三代测序技术(单分子测序) 4.1 单分子测序的基本原理 4.2 主要的第三代测序平台介绍(PacBio、Oxford Nanopore等) 4.3 第三代测序技术的实验设计及数据分析流程 4.4 第三代测序技术的应用实例与局限性 5 第四代测序技术 5.1 第四代测序技术的基本原理 5.2 主要的第四代测序平台介绍 5.3 第四代测序技术实验设计及数据分析流程 5.4 第四代测序技术应用前景与挑战 6 测序数据的质量控制与预处理 6.1 测序数据质量评估指标 6.2 测序数据质量过滤方法 6.3 测序数据预处理工具与软件 7 测序数据分析 7.1 测序数据变异检测 7.2 测序数据基因表达分析 7.3 转录组组装 7.4 其他常见分析任务(如ChIP-seq、ATAC-seq等) 8 生物信息学在测序技术中的应用 8.1 常用生物信息学数据库 8.2 生物信息学工具与软件 8.3 生物信息学在测序技术中的具体应用案例 9 测序技术在各领域的应用 9.1 测序技术在医学领域应用(遗传疾病诊断、癌症研究等) 9.2 测序技术在农业领域应用(作物育种、病虫害防治等) 9.3 测序技术在环境科学应用(微生物多样性研究等) 9.4 测序技术在其他领域应用(古生物学、进化生物学等) 10 测序技术未来发展趋势 10.1 新型测序技术的研发进展 10.2 大数据分析与人工智能的应用前景 10.3 测序技术对生命科学研究的影响
首页 教程 测序技术 测序技术的发展历程
测序技术的发展历程可以追溯到20世纪70年代,当时科学家们首次使用链终止法(Sanger测序)来确定DNA的序列。这种方法通过引入特异性核苷酸类似物来中断DNA聚合酶在复制DNA时的活性,从而产生一系列长度不同的DNA片段,这些片段可以通过凝胶电泳分离并进行分析。 1986年,Maxam和Gilbert提出了另一种基于化学切割的方法,也称为化学降解法,用于DNA测序。虽然这种方法能够提供更准确的结果,但由于其复杂性和成本较高,所以在实际应用中并不广泛。 进入21世纪,随着高通量测序技术的发展,测序速度和效率得到了显著提升。其中最为重要的突破是2005年Illumina公司推出的 Solexa 测序技术,该技术采用桥式PCR扩增和边合成边测序的方式,能够在短时间内生成大量的序列数据。此外,Ion Torrent、PacBio和Oxford Nanopore等公司也相继推出了各自的高通量测序平台,使得测序技术的应用领域更加广泛。 近年来,单分子测序技术逐渐崭露头角,如PacBio的SMRT技术和Oxford Nanopore Technologies的纳米孔测序技术。这些方法可以直接读取单个DNA分子的序列信息,不需要PCR扩增过程,因此能够避免PCR引入的误差,并且能够检测到一些复杂的遗传变异,如结构变异和甲基化修饰。 总的来说,测序技术的发展历程是一个从低通量到高通量,从依赖于PCR扩增到直接读取单个分子的过程。随着技术的进步,未来的测序技术可能会更加便捷、快速和精确,为生物学研究和医学诊断等领域带来更多的可能性。

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