表1二代测序部分仪器展示

备注：图片来源于各仪器品牌官网和网络

罗氏454 GS测序系统——昔日的辉煌

二代测序于2005年初登舞台，454公司基于焦磷酸测序法推出了Genome Sequencer 20 System(GS 20)系统，开启了边合成边测序（sequencing-by-synthesis）高通量测序的进程。2007年，罗氏公司收购了454，并推出了一系列性能更优的NGS系统，极大的提升测序通量和准确性，也进一步增加了测序读长。虽然罗氏454具有读长优势，但是测序通量和成本始终限制了454平台的推广，因此罗氏在2016年底终止了454 NGS测序相关的业务。

表2罗氏454 GS测序仪器参数对比

备注：数据来源于罗氏官网和网络

二、Illumina测序仪——测序界的巨鳄

2006年，Solexa公司推出了Genome Analyzer系统（简称GA），其包括DNA簇（DNA cluster）、桥式PCR（Bridge PCR）和可逆阻断（Reversible terminator）等核心技术，这使得GA系统在高通量、低成本、应用范围广等方面具有明显优点。2007年，Illumina公司收购了Solexa，并在随后几年间发布了多种测序仪，主要包括两类：低通量的桌面式测序仪和高通量台式测序仪，基本覆盖行业内的各种测序应用，目前占据的测序市场份额超8成。

1、Illumina HiSeq系列

  HiSeq系列由Illumina公司2010年推出，该系列非常适合全基因组、转录组测序。2014年1月，Illumina宣布推出HiSeq X Ten测序平台，适用于大规模人群分析，包括10个可平行测序的超高通量测序仪，此系统号称为首个将人类全基因组测序成本降至1000美元或更低的测序平台。

2、Illumina MiSeq

    MiSeq系列由Illumina公司2011年推出，与Hiseq分享主要的核心技术，但是体积和通量更小、价格低，Miseq更佳便于扩增子和细菌样本测序，更佳适合临床使用。

3、Illumina Nextseq 500

Nextseq 500是Illumina公司于2014年推出的一款高通量台式测序仪，其大小与Miseq相当，性能却与Hiseq相当。

4、Illumina MiniSeq

MiniSeq 是Illumina公司于2016年1月发布的一款小型桌面式测序仪，体积比Miseq仪器小44%。

5、Illumina NovaSeq系列

NovaSeq系列是Illumina公司于2017年1月发布的可扩展的高通量测序仪，该系列有5000和6000两种系统，并且具有可选择的不同数量流动槽芯片的测序模式。

Illumian公司系列测序仪参数对比如表3所示：

表3 Illumina测序仪器参数对比

备注：数据来源于Illumina官网

三、Thermo Fisher体系测序仪——测序的联合王国

2008年ABI与Invitrogen合并成为Life technologies公司，2010年8月，Life Technologies将Ion Torrent收购，2013年，Life Technologies被Thermo Fisher收购，借此Thermo Fisher正式入驻测序行业，旗下测序体系包括ABI SOLID和Ion-Proton两种平台。

1、ABI SOLID

ABI在收购了Agencourt Personal Genomics测序公司后，推出了SOLiD™ 5500和SOLiD™ 5500xl新一代测序仪，为广大科研工作者提供更为全面的NGS服务解决方案。

2、Ion PGM

Life Technologies公司于2010年推出了首款半导体个人化操作基因组测序仪Ion PGM™，主要用于小基因组和外显子的测序。

3、Ion Proton

Life Technologies公司于2012年宣布在中国推出新的台式基因测序仪Ion Proton system，旨在一天内完成人类基因组测序。Ion Proton™测序仪采用了新一代半导体测序技术，且芯片密度比Ion PGM™测序仪高1000倍，运行速度更快，单位时间的通量更高。

4、Ion S5/S5xl

2015年10月推出了Ion S5和IonS5 xl，适用于靶向测序。该系统将多个gene panel和小的基因组集合起来，并简化操作流程和动手在操作时间，目前支持4种不同的芯片类型。

Thermo Fisher体系测序仪参数对比如表4所示：

表4 Thermo Fisher体系测序仪器参数对比

备注：数据来源于Thermo Fisher官网和网络

四、华大智造测序仪——测序届的新贵

2013年3月18日，华大基因对CG(Complete Genomics)公司全额收购，开启了华大测序仪之路。历经两年的研发和改进，华大基因推出了BGISEQ-500桌面化测序系统。之后又推出的BGISEQ-50、MGISEQ-200和MGISEQ-2000均取得了CFDA认证，还推出了MGISEQ-T7，华大测序体系得到了从8G到6T通量的覆盖，应用领域也得到了极大的拓展。

1、Revolocity

2015年6月推出了一款完全集成式的“超级测序仪”——Revolocity测序仪，该系统一年可完成10000-30000个全基因组测序，也支持全外显子测序。

2、BGISEQ-500

2015年华大基因推出了新型桌面化测序系统BGISEQ-500。

华大智造测序仪参数对比如表5所示：

表5 华大智造测序仪器参数对比

五、小结

罗氏454则在长读长、低通量和高精度需求领域还有少许应用。虽然罗氏454在二代测序仪名落孙山，但是并未放弃，其在临床检测领域也做出了许多的努力。

华大测序仪作为后起新秀，在不断布局，覆盖各种通量和测序领域，由于其成本相对较低，并且具有本土优势，市场较为看好。如果能够在敏感性与特异性之间做到平衡优化就更好了。

Thermo Fisher旗下的多种测序仪虽然市场占有相对较小，但是其主要服务的临床检测行业的市场前景还是非常向好的。如果能解决Ion Torrent平台的传感器在测量同一碱基连续出现时所产生的误差也势必会吸引更多的客户。

总体而言，目前市场的绝对占有还是Illumina公司，其测序平台之间具有高度互补性与交叉性，使得其在短读长测序上大占优势，但是在读取那些高AT或高GC富集的片段的时候错误率差强人意。并且随着精准临床诊断的兴起，Illumina也面临着巨大的挑战。

六、测序仪选择

以上，小翌给大家介绍了二代测序仪的基本情况，那怎么样才能选择一款合适的测序仪呢？其实二代测序仪选择主要基于仪器性能指标和临床需要。总体来说，临床实验室需要多种用途、性能稳定、性价比高和具有便于操作者试用的生物信息学工具的测序仪。可以综合考虑以下几个方面进行选择：

参考文献：李金明，高通量测序技术，2018，科学出版社。