如上表，纳米孔测序平台（华大序风、今是科技、普译生物）产品出新速度，已经呈现出与NGS短读长测序平台（赛陆、Illumina、真迈）齐头
并进的态势。
其中
，有一家企业，让我们感到很意外：今是科技，
推出纳米孔测序仪G-seq500升级产品，宣称将
单序列准确率提升到了
99.9%（Q30）
，50X一致性准确率提升到了
99.999%（Q50）。
带着诸多疑惑，我们深入研究了今是科技的相关资料，并对其产品升级研讨会内容进行了详细剖析，力图为大家揭开其中的奥秘。
谈到纳米孔测序仪，就不得不谈纳米孔测序龙头Oxford Nanopore（ONT）。
但一直以来，ONT在测序准确率这一指标上，事实上并不尽如人意。在不断
升级化学试剂、迭代算法后，ONT才终于在2022年发布的Q20+试剂方案中，原始序列准确度达到99%（Q20）。
为什么在“测得准”的这条道路上，ONT会如此艰难？
这或许与其选择的技术路线有关。
如图，具体而言：
在一张薄膜中嵌入若干纳米孔，并在孔的两端施加电压
，
使得带电的DNA/RNA单链在电场的作用下通过这些孔洞
。当链穿孔一刻，离子电流产生阻断效应，引起电流的变化（
特征阻断电流信号
）。通过实时监测相应的变化图谱，并利用计算机辅助工具进行分析，从而实现核酸序列的测定。
这种测序方案，无需扩增、单分子直接测序、测序读长可达Mb级别，并且省去昂贵的光学信号捕捉系统，体积更小，对使用环境要求更低。
然而，“纳米孔链测序”在技术实现过程中，发现以下
难点
：
（2）每一组特征阻断电流信号，其实是由同时停留在纳米孔中的
多个碱基共同贡献
，而非单碱基信号，这也给后续
碱基识别算法
提出了极高的要求，尤其是对均聚物序列的判断；
（3）核酸单链
过孔速度极快
，和纳米孔相互作用的时间通常只有几微秒，过于短暂的信号持续时间让电子元件难以有效捕获。
“碱基间信号差异小、非单碱基信号、信号难以捕捉”，这都给“链测序”准确率的提升造成非常大的挑战。
底层技术原理，决定了ONT“准确率提升”这条路会走得异常艰难。
今是科技，
选择了另外一条技术路线：“边合成边纳米孔测序”：
，时长
00:16
（视频源：今是科技）
如视频所示：
采用
4种特殊修饰物链条（标签）
标记ATCG四种游离核苷酸，这些标签在待测核酸链的复制过程中脱离，并穿过纳米孔，从而产生不同特征阻断电流，通过电流信号采集，分析复制的核苷酸种类，从而获得待测链条序列信息。
-
信噪比提升：
不同碱基的特征信号可以通过标签得以放大，提升了测序电信号的信噪比；
-
单碱基分辨率：
不同碱基信号间有了清晰的边界，不再像
“链测序”方案中一个信号由过孔的多个碱基共同贡献，从而可以
实现单碱基分辨率的碱基识别。
*“边合成边纳米孔测序”，并非待测链直接穿孔，而是使用4种特殊修饰的链条标签穿孔，每次碱基合成产生一组唯一信号。
理论上，该技术方案原始信号读取准确率的提升较之“链测序”方案会更容易实现。
基于“边合成边纳米孔测序”技术路线，还可以更准吗？
只需要对单个DNA分子进行重复测序，就能大大降低原始测序中的随机错误，提高单序列准确率。
上文，从技术原理分析了“边合成边纳米孔测序”技术路线，理论上似乎更容易实现准确率的提升。
我们先看看厂家自己在发布会中展示的参数和实测情况：
研讨会上，讲者提到，新升级版本，通过启用全新生化系统，配合芯片的改造、算法的进步，在不改变芯片孔数（512k/张）的前提下，核心性能相较老版本有极大提升。具体表现在：
-
准确率：
原始准确率90%（Q10）；单序列准确率99.9%（Q30），50x一致性准确率达到99.999%（Q50）;
-
数据产量：
单芯片单run可产出5Gb数据；芯片可复用10次，故单张芯片在生命周期内可以产出50Gb的数据。
左图展示了每一个测序序列原始准确率（从电信号直接转化为序列信息），可以看到，其原始准确率平均值、中位值均超过了Q10；
右图是经过算法处理后实际输出的
单序列准确率，Q值平均值超过了Q34，
中位值超过了Q36。
从90%的原始准确率，提升到超99.9%的单序列准确率，推测实验中采用了重复测序方式，提升了单序列准确率。
微生物靶向测序，将同一样本一分为二分别在进口、G-seq500
平台上进行检测。
结果显示，G-seq500测序平台的数据质量平均值分别为Q26和Q22，高于进口品牌的Q12水平；Q值中位值，G-seq500平台在两个样本中分别为Q35和Q34，高于进口品牌的Q12和Q13。
除准确率以外，我们还重点关注另一关键指标
“测序芯片复用”
。
对一张芯片进行每次测序3小时，连续测序10次的操作并追踪统计测序结果。
从图中可以看出，在测序芯片的全生命周期内，不同run之间芯片单次数据产量在5-7Gb之间，实测数据均超过厂家宣传的5Gb/run。
G-seq500在测序芯片复用的表现上，
并未发生其他纳米孔测序平台随着复用次数增加，由于孔蛋白失活或堵孔，造成的数据产量显著降低的情况。
企业技术人员解释，
这得益于今是科技在测序芯片、生化系统上不同的设定。
相较ONT
需要在出厂前把膜及孔蛋白预制到测序芯片上，今是科技
将测序芯片和生化系统分离，测序芯片保持纯物理结构
。
每次测序前，
测序仪自动进行芯片成膜和纳米孔复合物上膜等过程；
单run测序结束后，自动进行清理，确保无生化组分残留，这样保证了在测序芯片使用寿命周期内，数据产量和质量的稳定。
芯片若可稳定复用，则
会大大降低用户使用成本；用户不用再凑样上机，提高了检测的灵活性。
前文，我们提到，纳米孔测序由于准确率、通量、稳定性等原因，始终在测序领域处于配角地位，是NGS技术的补充。
