三款热门个人型测序仪比较

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所属分类:Bioinformatics

为了让更多的实验室能够有机会使用新一代测序技术,各大公司也争相推出了个人型测序仪。生物通近期对市场上三款热门的个人型测序仪进行了介绍,包括罗氏454的GS Junior、Life Technologies的Ion PGM和Illumina的MiSeq。在此,将对这三款测序仪的性能参数进行比较,主要是通量、读长、质量和费用。

通量

在这一参数上,MiSeq无疑具有最大优势。对于2×150 bp的末端配对运行,MiSeq的通量已超过1 Gb。GS Junior目前每次运行可得到超过35 Mb 高质量过滤后数据。Ion PGM的314芯片有着>10 Mb的通量,而316芯片则提高了10倍,达到100 Mb以上。据Life Technologies介绍,第四季度上市的318芯片将带来1 Gb的通量。

读长

谈到读长,罗氏一定是二代测序仪制造商中笑得最开心的。GS Junior的平均读长达到400 bp。在通量上,GS Junior 虽稍逊一筹。然而,它的长读长为后续数据处理所带来的优势也是其他平台无法比拟的。以不久前的德国大肠杆菌事件为例,短读长平台多日未解的数据结果,GS Junior 数据5分钟内即给出了相应的生物学结论。

根据最近公布的数据,Ion PGM测序仪的读长已经超过100 bp。据Ion Torrent的创始人Rothberg介绍,读长很快将超过200 bp,并达到400 bp。如果真是那样,将可以与GS Junior相媲美。

表1. 三个平台的读长和通量比较

仪器 运行时间 读长(bp) 通量(Mb)
Ion PGM – 314芯片 2小时 100 >10
Ion PGM – 316芯片 2小时 >100 >100
MiSeq 27小时* 2×150 > 1000
GS Junior 10小时 400 >35

* 27小时为扩增和测序的总时间。 

准确性

自Ion PGM 测序仪推出以来的6个月内,它的准确性已提高了一个数量级。Ion Torrent充分利用其简单测序试剂的固有准确性,实现了更多的信号,更好的信号处理以及改善的碱基检出。根据其发表在《Nature》上的论文,利用Ion PGM测序仪对大肠杆菌测序时,对于每次读取的前50个碱基,每个碱基的准确率超过99.6%,对于前100个碱基,大约在98.9%。在包含均聚物的部分基因组,准确率有所下降,但5碱基均聚物的准确率仍达到97.3%。1

而同样是对大肠杆菌测序,MiSeq平台也产生了高质量的数据,其中85%以上的碱基高于Q30,且有着均匀的GC覆盖。2 此结果与HiSeq平台的结果相似,表明MiSeq可很好地预测了高通量HiSeq 2000测序平台所带来的结果。

费用

想必大家都对这三款仪器的价格很感兴趣。但仪器售卖时涉及的因素较多,可能还需要配套仪器、试剂和耗材,因此生物通很难以一个准确的数字来概括每台仪器的价格。就国外公布的价格来说,Ion PGM是最低的,而MiSeq和GS Junior差不多。至于每次运行的费用,大家肯定也很想知道。下面是国外学者整理的单次运行的试剂费用,仅供大家参考。3

表2. 三个平台的试剂费用比较(单位:美元)

仪器 试剂费用/运行* 试剂费用/Mb
Ion PGM – 314芯片 500 < 50
Ion PGM – 316芯片 750 < 7.5
MiSeq 750 0.74
GS Junior 1100 22

* 包括单个样品所有阶段的样品制备

应用

这三款个人型测序仪的价格比高端仪器要低得多,且有着快速的周转时间,因此适合快速、小规模的测序工作,比如对细菌的基因组进行测序或者对很多人基因组里的某一个基因区域进行测序,以帮助确诊疾病等。

对于微生物等基因组的de novo测序,GS Junior无疑是最合适的,MiSeq和Ion PGM也适合,但装配可能比454更具挑战性。而对于定向位点的重测序,MiSeq的性价比最高,Ion PGM的数据则少于MiSeq。

另外,个人型测序仪也在不断升级。Ion PGM的318芯片即将上市,如果真如它所预计的那样,通量达到1 Gb,读长达到400 bp,那市场恐怕又是另一番格局。当然,GS Junior和MiSeq也不会固步自封,也许不久之后的性能也会大大提升。如果您对个人型测序仪感兴趣,请关注生物通的最新报道。

参考资料

1. Jonathan MR et al. (2011) An integrated semiconductor device enabling non-optical genome sequencing. Nature. 475, 348–352.

2. http://www.illumina.com.cn/systems/miseq/ecoli.asp

3. Glenn, TC (2011) Field Guide to Next Generation DNA Sequencers. Molecular Ecology Resources. doi: 10.1111/j.1755-0998.2011.03024.x

4. 生物谷 http://www.ebiotrade.com/newsf/read.asp?page=2011913172558322

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