测序仪的发展历程

2010年2月，罗森伯格的Ion Torrent公司推出了世界上第一台半导体测序仪——PGM，这也是首台“椅上型”（benchtop）测序仪。PGM的测序原理不同于此前的测序技术。测序仪的半导体芯片上有微孔，每个微孔里都装着一个待测的单链DNA模板和一个DNA聚合酶。测序过程中，含有任意一种碱基的dNTP溶液会被加入微孔中。如果所加入的dNTP与模板链上的碱基匹配，就会与之结合，释放氢离子，降低溶液的pH值。pH值的变化会被ISFET传感器探测到。因此，如果加入的是含有腺嘌呤（A）的溶液，那么传感器就能确定。

PGM成为当时世界上体积最小、检测成本最低的产品。它可在2小时之内，以很高的精度解读出1000万个基因代码符号（letters of genetic code）。并且，与当时使用大型电脑和服务器的DNA扫描设备不同，PGM可置于办公桌上，且售价仅5万美元，是当前具有同类功能仪器的十分之一。这是史上首次科学家个人、社区医院和高校能够担负起的仪器。美国Life Technologies公司迅速在2010年10月以3.75亿美元价格抢先收购了Ion Torrent，并开始批量生产PGM和进行积极的市场推广活动。

面对挑战，Life公司的策略是让测序速度不断升级。“我们每半年做一次升级，2011年就做了三次升级，每一次升级它的速度都增加了10倍。2012年也会按照这个步伐继续进行，到年底的时候，只要一个芯片就能够实现全基因组排序。”Life公司首席运营官马克?史蒂文森（Mark Stevenson）信心慢慢，“历史趋势是站在我们这边的，大家所熟知的半导体行业的‘摩尔定律’指出每两年达到翻一番的进步，但是在基因测序领域我们的速度是每两年4倍的进步。然而速度不是发展的唯一因素，我们在快速更新的过程中还需要应对并存的其它问题，诸如数据的存储、处理等。”

虽然目前个人化基因测序仪更多地还是用于科研，但对它在临床上的应用，是Life公司和IIIumina公司当下都在积极推进的最重要的方向。 Life在2011年7月就PGM的临床应用，向FDA提交了申请。IIIumina公司也紧随其后：“我们正在申请FDA对MiSeq的审批。MiSeq在设计过程中就考虑到了特定的临床应用环境，我们相信这个系统的许多特征会有助于它获得FDA的批准。”