中心法则确立了遗传信息从 DNA 经 RNA 流向蛋白质的基本路径，而基因测序技术的核心任务，就是准确读取 DNA 分子上 A、T、C、G 四种碱基的排列顺序。从第一代 Sanger 测序到第二代高通量 NGS，再到第三代单分子测序，各代技术在读长、通量、准确性与成本之间做出了不同取舍，形成了各自的竞争壁垒。
第一代测序：读长与准确性的标杆
第一代 DNA 测序技术指 1975 年由桑格（Sanger）和考尔森开创的链终止法，以及随后由马克西姆和吉尔伯特发明的化学法。第一代测序技术的主要特点是测序读长可达 1000bp，准确性高达 99.999%，在单基因病的基因诊断和产前诊断中仍广泛使用。
然而，第一代技术的短板同样突出：离不开 PCR 扩增，通量小，无法进行基因组层面的分析。以改进的 Sanger 法为基础完成的首个人类基因组计划，总费用高达 30 亿美元，高昂的成本和低通量严重限制了其大规模应用。
第二代高通量测序：通量的革命
高通量测序技术（NGS）是对传统 Sanger 测序的革命性改变，可一次对几百万到几十亿条核酸分子进行序列测定，因此又被称为大规模并行测序。其原理是将 DNA 打成碎片后并行读取，再像拼图一样还原完整序列。
高通量测序诞生后，基因测序通量及成本以“超摩尔定律”的速度发展。根据美国国家卫生院数据，人类全基因组测序成本从 2001 年的近亿美元级别，降至 2015 年的 1000 美元左右，再降至 2022 年的 100 美元。其中，华大智造发布的超高通量测序仪 DNBSEQ-T20×2 每年可完成高达 5 万例人全基因组测序，单例成本低于 100 美元，创造了全球基因测序仪通量的新纪录。NGS 的核心壁垒在于大规模并行测序能力与成本控制，这正是其取代第一代技术成为主流的关键。
第三代测序：长读长与无扩增
第三代单分子测序技术的核心突破在于实现长读长测序，且无需 PCR 扩增，能够直接读取单个 DNA 分子。这一特性解决了二代测序在复杂重复区域、结构变异检测上的短板。该技术路线的竞争壁垒集中在单分子检测的光学系统、酶工程以及相应的数据分析算法上，与二代测序形成差异化互补。
常见问题
各代测序技术的核心壁垒分别是什么？
第一代的核心壁垒是读长和准确性；第二代的核心壁垒是通量和成本控制；第三代的核心壁垒是单分子长读长能力及配套算法。
测序成本下降速度有多快？
根据美国国家卫生院数据，人类全基因组测序成本从 2001 年的近亿美元级别降至 2022 年的 100 美元，呈现出“超摩尔定律”式的断崖式下跌。
不同代际技术会相互取代吗？
各代技术并非简单替代关系。第一代在特定诊断场景仍有优势，第二代是当前大规模应用的主流，第三代在长读长场景形成补充，三者各有适用边界。