概要

为了解决原有的NGS测序（next-generation sequencing, 下一代测序技术）扩增错误导致的测序质量问题以及测序序列的读长限制问题，出现了第三代测序技术——纳米孔测序技术。

纳米孔技术起源于1996年，基于其极高的空间分辨率与较为直观的检测原理，纳米孔技术已经形成一个体系较为完整，功能独特的单分子生物物理学手段。纳米孔测序是纳米孔技术最重要的检测应用，也是最具代表性的单分子测序手段或第三代测序手段。纳米孔测序技术具备单分子分辨率，读长长，操作便携等独特优势。在宏基因组测序，病原体测序，新物种基因组测序与表观遗传学测序等多个具体的应用领域中渐渐展示出不可替代的地位。纳米孔测序除了可以独立进行测序操作外，亦常常与其它测序方法联用。^[1]

在一个典型的纳米孔测序实验中（图1），纳米孔（粉色）是磷脂膜（灰色）两侧离子通过的唯一通道。测序酶（绿色）充当DNA的马达蛋白，拉动DNA链使其以单个核苷酸的步长依次通过纳米孔，每当一个核苷酸穿过纳米孔，相应的堵孔信号会被记录下来（图2）。通过分析这些序列相关的电流信号，我们可以反推出DNA的序列。^[1]

图1：纳米孔测序机理

图2：纳米孔测序事件

重要发展阶段

· 1993年，科学家第一次实现了利用DNA分子通过纳米孔，这是整个纳米孔测序技术的基础和核心。^[2]

· 2008年，Jens Gundlach的团队使用MspA纳米孔成功鉴定出了单个DNA分子的序列信息。^[2]