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7.芯片上几十万、几百万甚至上千万个DNA片段同时读取序列信息
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5.连续两个相同碱基结合
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6.读取模版的连续两个相同碱基
芯片就是测序仪
-----后光学原理
半导体测序 扩展迅速、反应灵敏
符合半导体行业摩尔定律 通用试剂与测序芯片自由组合
测序速度快
最快12小时测序时间
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Ion PI™ 芯片适用于全外显子组或全转录组测序
一条基因 一根探针 60bp
整个基因中，仅以与这60bp探针互补杂 交到的基因表达量来代表整个基因的表 达量。
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二代测序与芯片技术的比较
二代测序
通过测序技术直接获 得这些基因的序列片 （Reads）。
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数据后期处理
Per sequence quality scores
新一代Ion半导体高通量测序平台原理及其特点
Mapping 率分析统计结果
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慢速模式：11天
快速模式：40小时 慢速模式：300G(60个RNA样本即可开机) 快速模式：最高120G
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二代测序与芯片技术的比较
基因芯片
每个小格是一簇长度 为60bp长度探针，每 个探针鉴定一个基因 的表达很亮，如果一 个基因表达量高，那 么该小格所释放的荧 光强度越高。
Criteria 测序原理 单端测序读长 电位检测原理 200bp（还有提升空间） Proton 光学检测原理 100bp Hiseq2000公开的招标参数上描述单次测 序原始数据准确性为99.9% Hiseq 2000
数据准确性
实验时间 数据通量
单次测序原始数据准确性99.9%
1天 PI 芯片： 8-16G(2个RNA样本即可开机测序) PII 芯片 ：32-64G
RPKM=
Total Exon Reads Exon Length X Mapped Reads(million)
该基因外显子长度
Mapping回referece序列的reads数量
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数据后期处理
新一代Ion半导体高通量测序平台原理及其特点
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RPKM
RPKM (Reads Per Kilo bases per Million reads)
Mapping回reference序列的reads数量
Ion PII™ 芯片适用于人类全基因组测序
Ion PI™ Chip
165 M wells
Ion PII™ Chip
660 M wells 20X human genome 目前实测：240-320M Filtered Reads Runs in Hours
10 Gb for 2 Exomes
目前实测：60-80M Filtered Reads 4 hours
数据处理
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Raw Data预处理
去接头 去除低质 量序列
随机
Blast
去除过 短片段
去除PCRDuplication
初步 过滤
在Mapping之前得到干净的Reads
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高通量芯片内进行测序反应
dNTP
H+ ∆ pH ∆Q
Sensing Layer Sensor Plate
∆V
Bulk
Source Drain Silicon Substrate
Rothberg J.M. et al Nature doi:10.1038/nature10242

4种dNTP依次流过Ion芯片 DNA 聚合反应产生的氢离子的直接检测 每个碱基的检测只需要几秒
差异可变剪接筛选
可变剪接方式1 可变剪接方式2
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可变剪接示意图
Experiment 1 Exp1 Exp2
Experiment 2
Isoform1 Isoform2
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7.芯片上几十万、几百万甚至上千万个DNA片段同时读取序列信息
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新一代Ion半导体高通量测序平台原理及其特点 Ion Proton System的特点
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测序原理简单----后光学原理 直接检测氢离子，无需荧光检测
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芯片示意图
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1.依次掺入四种碱基
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Ion Proton™ Sequencer ——基研生物国内率先引进二代半测序平台
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Ion Proton System的测序原理
Ion Proton System
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Thank You!
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一天之内完成从样本制备到测序数据产生全部流程
Ion Kits
Ion Proton™ OneTouch 2 System
Ion Proton™ Sequencer
Proton™ Torrent Server
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一条基因
一个基因表达量 越高，该基因测 到的Reads数量 也越多。
2016.06.27
LiJiangfeng
一条Reads
100bp
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新一代Ion半导体高通量测序平台原理及其特磁珠
上机测序
数据分析
2小时
5小时
12小时
0.5小时
测序速度快，随到随测
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Ion Proton与Hise
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3.释放氢离子
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4.读取模版碱基