齐碳生物押注的纳米孔技术路线,与PacBio荧光测序相比,核心壁垒在于物理原理的根本不同:纳米孔靠电流阻断信号识别碱基,PacBio靠零模波导(ZMW)中的荧光信号时间差异识别碱基,两者分属单分子测序的两大技术流派,各自的工程化难点截然不同。
两条技术路线的本质差异
单分子测序技术的两条路线,可根据碱基的荧光或电流阻断来识别碱基序列。PacBio 技术将荧光标记的碱基与待测序列、DNA 聚合酶一同放入纳米孔底部,通过荧光信号时间的不同识别碱基序列;而齐碳生物所走的 Nanopore 技术,则是通过改造蛋白通道形成蛋白纳米孔,置于人造膜上并施加电压差,当 motor 蛋白牵引 DNA 或 RNA 通过时,不同碱基导致不同的电流变化,再通过模式识别算法确定碱基序列。
| 对比维度 | 纳米孔(齐碳生物路线) | PacBio(ZMW荧光路线) |
|---|---|---|
| 信号识别 | 电流阻断信号 | 荧光信号时间差异 |
| 核心部件 | 蛋白通道工程 + 人造膜系统 | 零模波导光学系统 + DNA聚合酶工程 |
| 测序方式 | 无需PCR扩增,可直接测序 | 单分子实时测序 |
壁垒所在:工程化难点不同
纳米孔路线的壁垒集中在蛋白通道的改造与膜系统的稳定性。蛋白纳米孔需要经过工程改造以实现核酸检测,且必须稳定地置于人造膜上,这对蛋白设计和膜制备工艺要求极高。PacBio 路线的壁垒则集中在光学系统与聚合酶工程,零模波导(ZMW)作为其单分子实时测序的核心单元,需要精密的光学结构配合高保真的 DNA 聚合酶才能实现荧光信号的准确区分。
齐碳生物作为国内专注于纳米孔长读长测序的初创公司,其技术自主性本身就是竞争壁垒所在。纳米孔测序无需 PCR 扩增、可实时测序、设备简单便携、可直接对 RNA 测序,这些特性构成与二代短读长路线的差异化优势,也是其在一级市场获得大额融资的基础。
常见问题
纳米孔测序为什么不需要 PCR 扩增?
纳米孔测序基于单分子电信号检测,测序文库制备过程简单,无需对样品中核酸进行 PCR 扩增或逆转录,可以直接对 DNA 或 RNA 进行测序,避免了扩增可能引入的偏向性及突变。
齐碳生物与 ONT 的差距体现在哪里?
齐碳生物与 ONT 同属纳米孔技术路线,差距主要体现为技术自主性与工程化成熟度。作为国内稀缺的纳米孔玩家,齐碳生物需要在蛋白通道改造、膜系统稳定性等核心环节建立自主技术能力,其与 ONT 的差距即构成其后续竞争壁垒的演进方向。
三代测序相比二代的核心优势是什么?
三代测序为长读长测序,不用扩增、从头读到尾,对基因组中常见的重复序列能够精准测出;而二代短读长测序需将 DNA 扩增后切成不超过 200BP 的片段读取再用算法还原,在重复序列区域容易丢失信息。