摘要：【目的】纳米孔测序技术是单分子实时测序技术的一种,正在被广泛应用于临床快速诊断及微生物检测等领域。本研究以实蝇这一类重要的检疫性有害生物为例,探究该技术在昆虫检疫鉴定中应用的可行性,为昆虫检疫鉴定提供新方法。【方法】分别采用一代测序技术和纳米孔测序技术,对14种经形态学鉴定的实蝇成虫进行DNA条形码测序,通过BOLD和NCBI数据库对测序结果进行比对分析,并比较2种测序技术所得序列结果准确性的差异。【结果】通过纳米孔测序,14个实蝇样品在44 min内获得181Mb bases,每个样品平均得到11280条reads,单个reads的准确度为92.10%~94.53%;经一致性序列校正,所有实蝇样品均可得到与一代测序结果完全一致的序列,序列分析结果与形态学鉴定结果完全一致。【结论】采用本研究的实验流程和数据分析方法,纳米孔测序技术可以应用于实蝇类害虫的检疫鉴定,测序结果准确、高效;本研究提供的实验方案同样适用于基于扩增子测序的物种鉴定,满足大规模样品的高通量精准鉴定需求。

摘要：目的通过对多重PCR扩增条件的优化和纳米孔测序中病原微生物检测特异性及灵敏度的评价,建立一种由多重PCR和纳米孔测序技术相结合的检测技术体系,满足对呼吸道病毒现场快速检测鉴定的需求。方法首先针对呼吸道病毒设计特异性引物,其次优化PCR扩增条件,建立快速测序体系,最后对不同浓度的病原体进行扩增与测序鉴定,评价检测体系的灵敏度。结果优化后的多重PCR检测体系在退火温度为55℃、引物添加浓度为0.1µmol/L时,可同时检出25种呼吸道病毒,检测灵敏度可达1×104拷贝/ml,整体检测时间在4 h以内。结论该方法简单快捷,能够实时获取扩增片段的序列信息,特异性强,灵敏度较高,有望为呼吸道病原体的快速筛选和现场检测鉴定提供有力技术支撑。

摘要：在纳米孔测序技术中,单个DNA分子被逐一驱动穿过纳米孔,并产生一个阻断电流,这个阻断电流被识别并转化为DNA序列,从而实现测序。由于阻断电流非常小,只有0~100 pA,因此需要一种高精度的微电流检测电路来识别它。为了解决这个问题,设计了一款具有双向、低噪声和小面积特性的电流检测电路,利用仿真工具对检测电路各部分进行噪声模拟和量化,降低了检测电路的噪声,提高了测序精度,同时优化检测电路的面积和功耗,提高了集成度和能效比。对比同类产品,该检测电路在精度、稳定性和通量等方面具有明显的优势。基于180 nm工艺平台,流片后的测试结果表明,该电流检测电路的检测范围为0~100 pA,精度小于3.2 pA,面积仅为80μm^(2),功耗为1.5μW,能够在两个方向上进行电流的检测。