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解密基因测序：NGS技术如何在一次运行中产生数十亿条序列？
在基因组学的快速发展中，次世代测序（NGS）技术成为了一个极其重要的工具。自2005年商业化以来，NGS已经改变了科学界对基因组的研究方式。这种技术的关键在于其能够在一次运行中生成数十亿条DNA序列，从而大幅度提高了基因测序的效率和成本效益。
大型平行测序或称为次世代测序（NGS），是指多种高通量DNA测序技术，它利用大规模平行处理的概念进行DNA序列的分析。
NGS技术的运行流程主要分为几个步骤：首先，不同来源的DNA片段通过PCR方法制作成测序文库；接着，通过合成的方法进行序列测定，这与传统的链终止法有着根本的区别。 NGS系统中，DBA模板会在流动槽中被空间分隔并同时进行平行测序，这样的架构能够实现数百至数千兆碱基的序列在一次运行中生成。
这项技术不仅显著降低了每个基因组的测序成本，还改变了生物医学科学中的基因组测序方法。
随着下一代测序技术的快速发展，市场上出现了多种不同的平台，每种平台都有其独特的技术规格和应用。考虑到NGS平台的快速变化，这些技术的运行时间和每次运行的产出也在不断调整。
在模板准备方面，NGS可通过两种方法进行：其一是放大的单一DNA分子的模板，二是单一DNA分子模板的直接使用。其中，胶乳PCR（emPCR）法和滚环扩增法是最常见的模板扩增方法。
在胶乳PCR法中，DNA文库首先通过随机分割基因组DNA生成单链DNA片段，随后这些片段被附着在具有适配器或连接器的微珠上，从而实现扩增。
随着技术的进步，许多NGS平台开始使用网格化的滚环扩增技术，该技术通过将单一DNA分子的扩增实现并捕获于比DNA更小的网格点上。这种技术不仅安全，还进一步提高了测序准确性。
在测序方法上，NGS系统一般采用合成序列法、焦光序列法和可逆终止化学法等方法，这些方法各具特点。一些方法，如合成法，通过检测DNA聚合酶在DNA合成过程中的核苷酸加入，来获取序列资讯。
这项技术允许在同一时间内追踪大量样本的序列，显著增加我们获取的数据量。
对于那些追求更高准确性的研究者，太平洋生物科学公司（Pacific Biosciences）提出的实时测序技术无疑是值得关注的创新。这种技术通过影像学观察在DNA合成过程中染料标记的核苷酸的持续加入，能够达到极高的准确率。
NGS技术的核心推动力在于它的可扩展性与高通量的特性，这使得考古学、医学诊断及其他生物科学领域的应用场景愈加广泛。然而，随着技术的不断发展，这项技术是否真的能够实现无限的测序可能性？
