測(cè)序儀的發(fā)展歷程

2010年2月，羅森伯格的Ion Torrent公司推出了世界上第一臺(tái)半導(dǎo)體測(cè)序儀——PGM，這也是首臺(tái)“椅上型”（benchtop）測(cè)序儀。PGM的測(cè)序原理不同于此前的測(cè)序技術(shù)。測(cè)序儀的半導(dǎo)體芯片上有微孔，每個(gè)微孔里都裝著一個(gè)待測(cè)的單鏈DNA模板和一個(gè)DNA聚合酶。測(cè)序過程中，含有任意一種堿基的dNTP溶液會(huì)被加入微孔中。如果所加入的dNTP與模板鏈上的堿基匹配，就會(huì)與之結(jié)合，釋放氫離子，降低溶液的pH值。pH值的變化會(huì)被ISFET傳感器探測(cè)到。因此，如果加入的是含有腺嘌呤（A）的溶液，那么傳感器就能確定。

PGM成為當(dāng)時(shí)世界上體積最小、檢測(cè)成本最低的產(chǎn)品。它可在2小時(shí)之內(nèi)，以很高的精度解讀出1000萬個(gè)基因代碼符號(hào)（letters of genetic code）。并且，與當(dāng)時(shí)使用大型電腦和服務(wù)器的DNA掃描設(shè)備不同，PGM可置于辦公桌上，且售價(jià)僅5萬美元，是當(dāng)前具有同類功能儀器的十分之一。這是史上首次科學(xué)家個(gè)人、社區(qū)醫(yī)院和高校能夠擔(dān)負(fù)起的儀器。美國(guó)Life Technologies公司迅速在2010年10月以3.75億美元價(jià)格搶先收購(gòu)了Ion Torrent，并開始批量生產(chǎn)PGM和進(jìn)行積極的市場(chǎng)推廣活動(dòng)。

面對(duì)挑戰(zhàn)，Life公司的策略是讓測(cè)序速度不斷升級(jí)?！拔覀兠堪肽曜鲆淮紊?jí)，2011年就做了三次升級(jí)，每一次升級(jí)它的速度都增加了10倍。2012年也會(huì)按照這個(gè)步伐繼續(xù)進(jìn)行，到年底的時(shí)候，只要一個(gè)芯片就能夠?qū)崿F(xiàn)全基因組排序。”Life公司首席運(yùn)營(yíng)官馬克?史蒂文森（Mark Stevenson）信心慢慢，“歷史趨勢(shì)是站在我們這邊的，大家所熟知的半導(dǎo)體行業(yè)的‘摩爾定律’指出每?jī)赡赀_(dá)到翻一番的進(jìn)步，但是在基因測(cè)序領(lǐng)域我們的速度是每?jī)赡?倍的進(jìn)步。然而速度不是發(fā)展的唯一因素，我們?cè)诳焖俑碌倪^程中還需要應(yīng)對(duì)并存的其它問題，諸如數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、處理等?！?/P>

雖然目前個(gè)人化基因測(cè)序儀更多地還是用于科研，但對(duì)它在臨床上的應(yīng)用，是Life公司和IIIumina公司當(dāng)下都在積極推進(jìn)的最重要的方向。 Life在2011年7月就PGM的臨床應(yīng)用，向FDA提交了申請(qǐng)。IIIumina公司也緊隨其后：“我們正在申請(qǐng)F(tuán)DA對(duì)MiSeq的審批。MiSeq在設(shè)計(jì)過程中就考慮到了特定的臨床應(yīng)用環(huán)境，我們相信這個(gè)系統(tǒng)的許多特征會(huì)有助于它獲得FDA的批準(zhǔn)?！?/P>