独一无二的纳米孔DNA分析技术

摘要：基因世界微小而神奇，千变万化的碱基排列方式造就数以亿计的物种 ，而nanopore公司更是将DNA的检测提高到了纳米级别。

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Nanopore公司的前身是Oxford Nanopore ，由牛津大学教授Hagan Bayley创建。虽然拥有专业的知识和技术，却发展一般，直到老江湖Gordon Sanghera博士出任公司首席执行官。在设计、 公司发展、全球裂变式的市场开发和传感器平台方面，为Nanopore带来了 他积累20年的老辣的智慧。

Sanghera博士在生物传感器方面算是后起之秀，但是他是个工作狂，之前研究牛津自旋技术（公司名为 MediSense ），是关于血糖基因的市场化研究。 随后Abbott Laboratories 将 MediSense收购，Sanghera 博士担任英国公司的的副总裁和美国分公司的董事职位， 同时身兼多职，包括全球营销副总裁，研究总监和制造工艺开发总监。

现在由这位大牛带领的Nanopore公司有着非同寻常的目标：要做到能分析世界上所有的有生命的物种。

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Nanopore公司的牛津纳米技术是世界上第一个也是目前唯一的纳米孔DNA 分析仪技术, MinION是就是这个技术的最好体现。MinION是进行生物分析的一款基因检测神器。无论是在科研、教育等一系列有关疾病或病原监测、环境监测、食物链的监测还是微重力生物学的实际应用中这款神器都能给予人们极大的帮助。

MinION是这家公司的核心产品，主要被用于病原监测、宏基因组学、变异检测，基因测序。MinION可以根据实验的需要运行几天或者几分钟。使用者可以调整设置，比如DNA通过纳米PromethION的速度，整个过程都是能完全扩展的设计，用户能在任意时间操作一个或48个流动细胞。

目前MinION的市场价是1000美元一个。与其他产品相比，MinION优势在于可以阅读远远超过普通特异性基因长度的基因组，目前最长的基因阅读报告是MinION使用者创下的，超过了200kb。同时它还可以处理基因长度谱。

除此之外，还有另外两个优势，一个是纳米孔测序仪的数据从开始就如流水一般的不断产生。与传统要在运营结束时才产生大量数据的仪器相比，MinION可以将数据的结果快速周转、提高流水线运行速度，能快速鉴别一个物种，同时如果你在试验中收集到足够数据，就可终止实验，立即进入下一个实验。（传统的仪器需要等实验结束才能采集到使用者要求的足够数据）下图为示意图：

另外它还能更直接的进行分子分析。纳米孔测序仪一开始工作，就去识别机体的DNA或者

RNA,并测序。这样能避免使用其它机器带来的污染，或者扩散稀释带来的误差。同时该机器在分析的基础上，还有改良的潜力。太玄乎？下面是几个具体的例子：

直接从临床样本将整个治病细菌进行基因测序，有助于加速诊断，特别是针对成长缓慢的生物像Mtb结核分枝杆菌，这是一个需要14代培养才能提取出完整信息用于治疗的小生物。

Nanopore公司通过PATHSEEK 项目，开发了一种选择性富集的DNA 或者RNA从特定的细菌或病毒病原体的临床样品中捕获诱饵的方法。并成功的使用MinION把cDNA的甲型流感（FluA），基因组DNA（gDNA）、人类巨细胞病毒（CMV）和2株结核分枝杆菌，进行测序和Illumina Miseq测序分析。目前在市场上，Nanopore纳米孔测序仪、MinION、PromethION三个产品联合在一起使用，效果非常好，与此同时公司还向市场提供配套的试剂。下面是一般实验室简单方便的操作的流程图：

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总部设在英国牛津的Nanopore拥有一般基因测序公司无法比拟的人才优势。基于牛津大学，Nanopore还与哈佛大学，加利福尼亚大学，圣克鲁斯和波士顿大学进行合作，众星环绕，奠定了公司在纳米技术上的领先地位。

现在MinION市场巨大，目前在34个国家超过1000人使用，由于产品强大的阅读能力（排行基因读取长度榜第一）和轻便、低成本的优势，在不远的将来它将被无数的传统的实验室和各个领域的人员使用。

新型纳米孔测序法（nanopore sequencing）是采用电泳技术，借助电泳驱动单个分子逐一通过纳米孔 来实现测序的。由于纳米孔的直径非常细小，仅允许单个核酸聚合物通过，因而可以在此基础上使用多种方 法来进行高通量检测。

此外，纳米级别的孔径保证了检测具有良好的持续性，所以测序的准确度非常高。对 于长达1000个碱基的单链DNA分子、RNA分子或者更短的核酸分子而言，根本无需进行扩增或标记就可以 使用纳米孔测序法进行检测，这使得便宜、快速地进行DNA测序成为可能。

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