高通量测序仪
高通量测序仪（High-Throughput Sequencer），又称下一代测序仪 (NGS Sequencer)，是现代生命科学研究的“显微镜”和“望远镜”。它通过大规模并行测序（Massively Parallel Sequencing）技术，能够在短时间内（几小时至几天）对数亿甚至数十亿条 DNA 分子进行同步测序。
与第一代 Sanger测序 相比，高通量测序仪将基因组测序的成本降低了超过 100 万倍（超越了 摩尔定律），使得“千元基因组”成为现实。目前市场主流设备分为以 Illumina 和 华大智造 (MGI) 为代表的二代测序（短读长、高通量、高精度），以及以 PacBio 和 Oxford Nanopore 为代表的三代测序（长读长、单分子、实时）。
技术流派：光与电的竞争
虽然市面上有多种测序仪，但其核心逻辑都是捕捉核苷酸聚合过程中的信号。目前主导市场的两大技术流派如下：
| 厂商 | 核心原理 | 技术特点 |
|---|---|---|
| Illumina | 桥式PCR + SBS (边合成边测序) | 利用可逆终止子。读长通常为 PE150。市场占有率最高，生态系统最完善。 |
| 华大智造 (MGI) | DNBSEQ (DNA纳米球) + cPAS | 利用滚环复制 (RCA) 线性扩增，无 PCR 错误累积。结合规则阵列芯片，通量极高（如 T7），成本极低。 |
| PacBio | SMRT (单分子实时测序) | HiFi Reads。读长可达 10-20kb，且准确率极高 (>99.9%)。适合基因组组装和变异检测。 |
| Oxford Nanopore | 纳米孔测序 | DNA 穿过蛋白孔引起的电流变化。超长读长 (>100kb)，便携（U盘大小），可直接测序 RNA。 |
核心组件：流动槽 (Flow Cell)
测序仪的“心脏”是流动槽 (Flow Cell)，这是一个刻有微流控通道的玻璃芯片。
- 功能： 它是 DNA 文库片段附着、扩增（成簇）和发生生化反应的场所。
- 演进： 从早期的随机分布（Random），发展到现在的规则阵列 (Patterned)。
Illumina： 在纳米孔中预埋引物，实现 ExAmp。
MGI： 利用光刻技术制造活性位点，带负电的 DNB 自动落入带正电的位点，实现超高密度加载。 - 意义： 规则阵列消除了簇重叠（Overlapping）问题，大幅提升了数据产出和图像处理速度。
战略影响：组学基建
高通量测序仪已成为类似于电子显微镜的基础科研设施，但其意义远超科研工具：
● 临床诊断： 支撑了 NIPT、肿瘤伴随诊断、病原宏基因组检测等千亿级市场。
● 数据主权： 拥有自主可控的测序仪（如华大智造的设备）对于国家生物安全（遗传资源保护）至关重要。
● 多组学融合： 现代测序仪不仅测 DNA，还是 单细胞测序 和 空间转录组（如 Stereo-seq）的信号读取终端。
学术参考文献 [Academic Review]
[1] Bentley DR, et al. (2008). Accurate whole human genome sequencing using reversible terminator chemistry. Nature.
[点评]：Illumina (Solexa) 技术的奠基之作，详细描述了 SBS 测序原理，开启了二代测序的统治时代。
[2] Goodwin S, McPherson JD, McCombie WR. (2016). Coming of age: ten years of next-generation sequencing technologies. Nature Reviews Genetics.
[点评]：全面综述了 NGS 技术的十年发展历程，对比了 Illumina、PacBio 和 Nanopore 的优劣。
[3] Drmanac R, et al. (2010). Human genome sequencing using unchained base reads on self-assembling DNA nanoarrays. Science.
[点评]：Complete Genomics (华大智造前身) 的核心论文，展示了 DNBSEQ 技术的高准确性和低成本潜力。