华大智造的双色测序技术通过两种荧光标记四种碱基,以光信号组合替代单一颜色对应关系,从原理上减少荧光串扰带来的信号误判,其与规则阵列芯片、高分辨率成像及碱基识别算法构成的协同体系,确实能在基因测序领域形成长期技术壁垒。该壁垒不仅来自单点技术,更来自信号采集、光学系统与算法解析的深度耦合,难以通过简单模仿复制。

双色测序的技术原理与优势

在常规四色荧光测序中,四种碱基各带一种荧光基团,受激发后由高分辨率相机采集光信号并转化为序列。华大智造 DNBSEQ 测序技术体系下的双色测序技术则使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完成碱基识别。

这一设计在源头上压缩了荧光光谱重叠带来的串扰风险。配合规则阵列芯片技术——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以提供离散、准确的单像素信息——光信号采集的特异性显著提升,背景噪音降低,从而保障测序准确度。双色标记加规则阵列,构成了从生化标记到光学读取的一体化降噪路径。

核心技术体系与性能表现

双色测序并非孤立存在,它隶属于华大智造自主可控的源头性核心技术体系。该体系以 DNBSEQ 测序技术为核心,涵盖 DNA 纳米球制备与加载、双色测序、CoolMPS 技术,以及与上述技术配合的流体和光学检测技术、碱基识别算法等。官方资料显示,DNBSEQ 测序技术的精准度约为 99.4%,灵敏度约为 98.8%,重复序列占比小于 3%,标签跳跃发生率低至 0.0001%-0.0004%。

在信号采集端,测序仪光机电系统技术提供了关键支撑。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,结合超高速流体系统、超快速 TDI 时间积分线扫描成像等子项技术。双色荧光产生的组合信号,需要高分辨率成像系统精准捕获,再交由碱基识别算法解析还原为序列信息——“双色标记 + 规则阵列 + 高分辨成像 + 算法解析” 四者环环相扣,形成难以拆解的协同壁垒。

常见问题

双色测序与四色测序的核心区别是什么?

双色测序用两种荧光标记四种碱基,依靠光信号组合来区分碱基;四色测序则是一种碱基对应一种荧光。双色方案在荧光光谱重叠更少的条件下完成识别,对信号采集和算法解析的协同要求更高。

技术壁垒主要体现在哪些方面?

壁垒体现在三个层面:一是双色标记的生化设计本身;二是规则阵列芯片与光学系统的精密匹配;三是碱基识别算法对组合信号的解析能力。三者相互依赖,单独复制某一环节难以还原整体性能。

这一技术路线对测序成本有何影响?

双色测序减少了荧光种类,配合规则阵列芯片提高单位面积利用效率和信号采集效率,有助于降低试剂与耗材层面的复杂度和成本。具体成本表现需结合不同机型与应用场景综合评估,以官方后续公布及第三方实测为准。