Illumina
Illumina（因美纳，NASDAQ: ILMN）是全球基因测序领域的绝对霸主，被誉为“基因组学界的 Google”。公司成立于 1998 年，总部位于美国圣地亚哥。2007 年收购 Solexa 后，Illumina 确立了以边合成边测序 (SBS) 为核心的技术路线，不仅将人类基因组测序成本从 1 亿美元降至 200 美元（NovaSeq X 时代），更定义了全球二代测序 (NGS) 的行业标准。尽管近年来面临华大智造 (MGI) 的专利挑战和三代测序（长读长）的竞争，Illumina 依然占据全球测序仪市场约 70%-80% 的份额，是精准医疗、肿瘤基因检测及科研服务的底层基础设施提供商。
核心技术：Solexa 化学与桥式扩增
Illumina 的垄断地位建立在其收购的 Solexa 技术之上，该技术也是目前 NGS 的金标准。
- 1. 桥式PCR (Bridge Amplification)： 与 MGI 的滚环复制 (DNB) 不同，Illumina 在芯片表面通过“桥式”结构进行固相 PCR 扩增，生成 DNA 簇（Cluster）。
缺点： 存在 Index Hopping（标签跳跃）问题，且易受 PCR 扩增偏倚影响。 - 2. 边合成边测序 (SBS)： 核心是可逆终止子技术。
• 使用 3'-OH 被叠氮基团封闭的荧光核苷酸。
• 每次循环只延伸一个碱基，拍照记录荧光信号。
• 化学切除封闭基团和荧光基团，进入下一个循环。 - 3. 双色化学 (2-Channel)： 在 NovaSeq 等新款机型中，简化为两种染料（C红T绿，A红绿，G无色）以提高速度，但牺牲了部分准确性。
产品生态：封闭的苹果模式
Illumina 构建了类似 Apple 的软硬件封闭生态：
| 层级 | 代表产品 | 应用场景 |
|---|---|---|
| 工厂级 (High) | NovaSeq X | 全基因组测序 (WGS)、全外显子组、群体遗传学。旨在实现 200 美元基因组。 |
| 实验室级 (Mid) | NextSeq 2000 | 单细胞测序、空间转录组、肿瘤 Panel。 |
| 临床级 (Low) | MiSeq, iSeq | 微生物检测、靶向测序、质控。 |
| 生物信息 | DRAGEN | 利用 FPGA 硬件加速，将 30小时的基因组分析压缩至 20分钟。 |
挑战与危机：围墙松动
- 专利悬崖： 随着核心 SBS 专利的到期，华大智造 (MGI) 已获准进入美国市场，其 CoolMPS 技术在准确性和成本上极具竞争力。
- Grail 收购案： Illumina 为进军 液体活检 领域，不惜与欧美监管机构对抗，强行收购 Grail（癌症早筛公司），导致反垄断诉讼缠身和管理层动荡。
- 长读长崛起： PacBio (HiFi) 和 Oxford Nanopore 在基因组组装和结构变异检测上具有天然优势，正在蚕食 WGS 市场。
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 技术的基石论文。详细描述了 SBS 化学原理，证明了其相比 Sanger 测序的革命性优势。
[2] Goodwin S, McPherson JD, McCombie WR. (2016). Coming of age: ten years of next-generation sequencing technologies. Nature Reviews Genetics.
[点评]：综述了 Illumina 在 NGS 市场的主导地位，以及其技术迭代（从 Genome Analyzer 到 HiSeq X Ten）的历程。
[3] Slatko BE, et al. (2018). Overview of Next-Generation Sequencing Technologies. Current Protocols in Molecular Biology.
[点评]：技术层面对比了 Illumina 与 Ion Torrent、PacBio 等平台，分析了 Index Hopping 等技术缺陷。