双色测序技术的竞争壁垒,核心不在“少用两种荧光”这一表象,而在于荧光化学与光学成像系统的深度协同:用两种荧光对四种碱基进行混合标记,产生可区分的光信号组合,再由高分辨率相机采集并转化为基因序列。这套“标记—激发—采集—解码”的闭环,涉及荧光基团设计、信号解码算法与相机成像系统等多个环节,任一环节的偏差都会传导至碱基识别结果,因而难以被单点复制。该技术是 DNBSEQ 测序技术的核心组成部分之一。

壁垒一:荧光化学与标记方案

在常规四色荧光测序中,四种碱基带有四种不同颜色的荧光基团。双色测序改用两种荧光对四种碱基进行混合标记,通过产生不同的光信号组合来区分碱基。这意味着标记方案本身必须保证各组合在光谱上可分辨、在反应中稳定可控——荧光基团的选型与配比、标记效率的一致性,直接决定后续信号能否被可靠区分。这部分化学设计属于 DNBSEQ 测序技术的专利保护范围。

壁垒二:信号解码算法

两种荧光产生的组合信号,需要经过算法还原为具体的碱基种类。光信号组合的区分度、背景噪音的扣除、相邻信号之间的串扰校正,都依赖碱基识别算法完成。资料显示,DNBSEQ 测序技术配套的碱基识别算法是其核心技术之一,与流体和光学检测技术协同工作。

壁垒三:高分辨率相机与光学成像系统

光信号的采集依赖高分辨率相机。以 DNBSEQ-T7 系列为例,其已实现 1.5mm 以上口径的 0.8NA 高分辨率成像系统,并结合超高速流体系统、超快速温度反应系统、超快速 TDI 时间积分线扫描成像等子项技术。同时,规则阵列芯片技术使每个结合位点只固定一个 DNA 纳米球,并与光学镜头精确匹配,提供离散、准确的单像素信息,降低背景噪音。相机、镜头、芯片三者需匹配设计,构成系统级门槛。

常见问题

双色测序和四色测序的主要区别是什么?

常规四色测序中四种碱基带有四种不同颜色的荧光基团;双色测序则使用两种荧光对四种碱基进行混合标记,通过不同的光信号组合来区分碱基。两者最终都由高分辨率相机采集光信号并转化为基因序列。

双色测序技术属于哪项核心技术体系?

双色测序技术(Two-color Sequencing)是 DNBSEQ 测序技术的核心组成部分之一,与 DNA 单链环化和 DNA 纳米球的制备和加载、CoolMPS 技术,以及配套的流体和光学检测技术、碱基识别算法等共同构成该技术体系,并已通过专利实现知识产权保护。

为什么说相机成像系统也是壁垒之一?

因为光信号组合的区分最终依赖成像质量。高分辨率成像系统需与规则阵列芯片精确匹配,才能获得特异性高、背景噪音低的光信号;同时还要配合超高速流体与温控系统,保证在高速测序节奏下稳定采集。这种跨光学、机械、电子、流体的系统集成能力,本身即构成门槛。