[发明专利]从多个引物测序以增加数据速率和密度

说明书

本发明涉及测序方法，其允许增加的测序速率和增加的测序数据密度。该系统可基于如合成测序(SBS)的下一代测序方法，但使用多个在相同核苷酸链的不同位置处结合的多个引物。

本发明涉及允许增加的测序速录和增加的测序数据密度的测序方法。系统可以基于如合成测序(sequencing by synthesis)(SBS)的下一代测序方法，但使用多个在相同核苷酸链的不同位置处结合的多个引物。

破译DNA序列对于生物研究的几乎所有分支都至关重要。随着Sanger测序的出现，科学家获得了从任何给定的生物系统中阐明遗传信息的能力。该技术已经在世界各地的实验室得到广泛应用，但一直受到通量、可扩展性、速度和分辨率的固有限制的阻碍，这些限制通常阻碍了科学家获得所需的基本信息。为了克服这些障碍，开发了下一代测序(NGS)，其引发了许多突破性的发现并引发了基因组学科学中革命的根本不同的测序方法。

下一代测序数据输出最初以超过摩尔定律的速度增长，自其发明以来每年的增长都超过一倍。2007年，单次测序运行最多可产生大约一千兆碱基(Gb)数据。到2011年，这一速率在单次测序运行中几乎达到了terabase(Tb)数据，几乎在4年中增加了1000倍。凭借快速生成大量测序数据的能力，下一代测序使研究人员可以在几小时或几天内从想法快速移动到完整的数据集。研究人员现在可以在单次运行中测序16个人类基因组，大概3日内生成数据，而每个基因组的试剂成本仍在下降。

相比之下，第一个人类基因组使用CE技术进行测序需要大约10年并用额外的3年来完成分析。完成的项目于2003年发布，仅在发明下一代测序的前几年，并且带来的价格标签接近30亿美元。

虽然最新的高通量测序仪器能够进行大量数据输出，下一代测序技术是高度可扩展的。同样的基础化学可用于较低产率的目标研究或较小的基因组。这种可扩展性给出了研究人员设计最适合其特定研究需求的研究的弹性。为了测序小细菌/病毒基因组或目标区域(如外显子)，研究人员可以选择使用较低输出的仪器，并且每次运行处理较少数量的样品，或者可以选择通过在高通量仪器上进行多路复用(multiplexing)来处理大量样品。多路复用可以在单个实验期间同时测序大样本数。

虽然下一代测序显著提高了产率，当例如处理大型基因组时，提高测序数据速率和密度仍是有利的。本发明旨在进一步改善数据速率和数据密度/产率，特别是当适用于下一代测序/合成测试(SBS)方法时。

优选地，术语“碱基调用(base call)”指将碱基(核碱基)分配至测序期间获得的信息的过程，例如通过将核苷酸分配至色谱峰。

如本文所用，并且除非另有说明，以下每个术语的定义应当如下。

●A--腺嘌呤；

●C-胞嘧啶；

●DNA--脱氧核糖核酸；

●G--鸟嘌呤；

●RNA--核糖核酸；

●T--胸腺嘧啶；和

●U--尿嘧啶。

“核酸”将意指任何核酸分子，包括但不限于DNA、RNA和其杂合体。形成核酸分子的核酸碱基可以是碱基A、C、G、T和U，以及它们的衍生物。这些碱基的衍生物是本领域熟知的，并且示例于PCR系统，试剂和消耗品中(Perkin Elmer Catalogue 1996-1997,RocheMolecular Systems,Inc.,Branchburg,N.J.,USA)。

核苷酸的“类型”指A、G、C、T或U。

“质量标签”将意指预定大小的分子实体，其能够通过可切割键连接到另一实体。

“固体基底”将意指存在于固相的介质，其中抗体或试剂可以附接(affix)至所述固相。