2016年度的基因組生物學技術(shù)進展大會(AGBT)于上周在美國奧蘭多舉行。Illumina的CEO Jay Flatley在大會上宣布了其半導體測序平臺，即Firefly計劃的更多細節(jié)。

　　Flatley表示，F(xiàn)irefly將打開新的市場，因為它是如此簡單。最終目標是制成這樣一種設備，輸入的是原始樣本，而輸出的是報告。盡管Illumina還沒有實現(xiàn)，但Firefly無疑是朝著那個方向邁進了一步。

　　正如Illumina之前提到的，F(xiàn)irefly是基于它在2008年收購Avantome時獲得的CMOS技術(shù)。Illumina一直在開發(fā)Avantome的技術(shù)，但從未商業(yè)化，因為這項技術(shù)離不開emulsion PCR。然而，Illumina希望將邊合成邊測序技術(shù)(SBS)與半導體芯片相融合。

　　Firefly設備本質(zhì)上是一個帶有納米孔的CMOS傳感器。納米孔嵌入光電二極管中，讓DNA沉積。簇生成和測序都在CMOS芯片上直接發(fā)生。由于CMOS是個單通道的設備，F(xiàn)latley表示，研究人員必須弄清楚如何開發(fā)單通道的邊合成邊測序技術(shù)。

　　Firefly將采用一種新的編碼技術(shù)。對于Illumina HiSeq測序儀采用的四通道技術(shù)，每個核苷酸被一種單獨的熒光染料標記，并在四個不同的光學通道中檢測。而之后推出的NextSeq則采用了一種雙通道技術(shù)。這種技術(shù)使用兩種熒光染料，其中鳥嘌呤總是暗的，腺嘌呤和胞嘧啶用單個染料標記，而胸腺嘧啶用兩個染料標記。

　　在單通道技術(shù)中，胸腺嘧啶將有一個永久的熒光標記。腺嘌呤將有相同的熒光標記，但這種染料是可以去除的。鳥嘌呤將永遠是暗的。另外，胞嘧啶一開始是暗的，但之后會加上熒光標記。

　　Flatley隨后演示了這個方案如何讀取DNA。在四個核苷酸的第一幅圖像中，A和T同時被標記并可以檢測。之后，在第二幅圖像中，A的染料切除，并添加到C上。這樣，第二幅圖像中只有C和T發(fā)熒光。通過綜合兩幅圖像的信息，所有四種堿基很容易被區(qū)分。在內(nèi)部測試中，Illumina已經(jīng)證明了99%的原始讀取準確性和2x150 bp讀長，與HiSeq X的表現(xiàn)相當。

　　這個平臺將包含兩個模塊，總體積達1立方英尺。一個模塊將用于文庫制備，能夠在3.5小時內(nèi)平行制備8個文庫，且無人值守。文庫制備卡盒將利用Illumina NeoPrep所使用的數(shù)字微流體技術(shù)。用戶只需加入樣品和引物。這個設備將帶來8個單獨的文庫，或合并成一個文庫，用于測序。

　　制備好的文庫隨后上樣到測序卡盒中，其中包含CMOS芯片。測序大約需要3.5-13小時，具體取決于應用，隨后結(jié)果可上傳到BaseSpace云計算環(huán)境，進行數(shù)據(jù)分析。這個系統(tǒng)將由iPad驅(qū)動，因此可無線監(jiān)控。

　　Firefly有望在2017年下半年商業(yè)化，售價低于3萬美元，而每個樣品的耗材成本約為100美元。Flatley表示，F(xiàn)irefly的產(chǎn)量達到1 Gb，使其特別適合靶向研究、耐藥性監(jiān)控以及個人基因組測序等應用。