CMOS 기술을 사용한 반도체 시퀀싱
반도체 시퀀싱이란 무엇인가요?
Illumina의 반도체 시퀀싱 기술은 합성에 의한 시퀀싱(SBS) 화학 반응과 함께 반도체 칩을 사용합니다. 시간이 지남에 따라, Illumina 광학 시스템은 4개의 채널, 2개의 채널, 1개의 채널 검출 방법을 포함하도록 발전했습니다. 채널 수는 시스템이 감지할 수 있는 빛의 색상 수를 나타냅니다.
1개의 채널 SBS로도 알려진 1개의 채널 검출 시스템은 Illumina 반도체 시퀀싱 방법의 일부입니다. 이는 SBS와 상보형 금속 산화 반도체(CMOS) 기술을 결합합니다. iSeq 100 시스템은 CMOS 칩에서 1개 채널 SBS를 사용하여 소형 벤치탑 시스템으로 고정밀 데이터를 제공합니다.
Illumina 반도체 시퀀싱의 이점
다른 반도체 기반 시퀀서와 달리, 모든 Illumina 기기는 합성에 의한 시퀀싱의 정확성을 기반으로 구축되었습니다. SBS의 염기별 특성은 동종중합체 영역에서도 매우 정확한 시퀀싱 데이터, 오류 없는 높은 판독 수율, Q30 이상의 높은 비율의 베이스 콜을 제공합니다.1-3
CMOS 기술과 SBS를 결합함으로써, iSeq 100 시스템의 반도체 시퀀싱은 CMOS 외 기기에 비해 여러 가지 이점을 제공합니다.
- 기기 비용 절감
- 더 작은 기기 설치 공간
- 더 짧은 촬영 시간
- 간소화된 NGS 화학 및 광학
- 하나의 기기로 클러스터링 및 시퀀싱 수행
Semiconductor Sequencing on the iSeq 100 System
Learn how our smallest sequencer delivers big advantages for virtually any lab.
Illumina 시퀀싱 화학의 진화
4개 채널 화학은 4가지 형광 염료로 표지된 뉴클레오티드 혼합물을 사용합니다. 2개 채널 화학은 2가지 형광 염료를 사용하며, 1개 채널 화학은 하나의 염료만 사용합니다. 이미지는 이미지 분석 소프트웨어로 처리되어 뉴클레오티드를 식별합니다.
CMOS 기술의 작동 방식
iSeq 100 시스템은 CMOS 칩을 통해 제작된 나노웰(nanowell)이 있는 패턴화된 플로우 셀을 사용합니다. 플로우 셀의 각 웰은 CMOS 포토다이오드 위에 정렬됩니다. 클러스터 생성 중에 각 웰에서 고유한 DNA 절편이 증폭되어 클론 클러스터가 생성됩니다. 각 촬영 단계 동안 CMOS 센서는 각 웰의 하단에서 광 방출을 감지합니다.
반도체 시퀀싱을 사용한 SBS 정확도
iSeq 100 시스템에 CMOS 기술을 적용한 1개 채널 SBS는 다른 Illumina 기기와 동일한 높은 데이터 품질을 제공합니다.4 시퀀싱 데이터 정확도는 품질 점수로 측정됩니다. 품질 점수 30(Q30)은 예측된 염기 콜링 정확도가 99.9%임을 나타냅니다. iSeq 100 시스템은 Q30에서 80% 이상의 염기 콜을 제공합니다.
반도체 시퀀싱 기술 각광
1개 채널 SBS와 CMOS 기술이 컴팩트한 iSeq 100 시스템이 어떻게 고정확도 데이터를 제공하는지 자세히 알아보세요. 이 문서에서는 CMOS의 작동 원리를 자세히 설명합니다.
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참고 문헌
- Bentley DR, Balasubramanian S, Swerdlow HP, et al. Accurate whole human genome sequencing using reversible terminator chemistry. Nature. 2008;456(7218):53-59.
- Ross MG, Russ C, Costello M, et al. Characterizing and measuring bias in sequence data. Gen Biol. 2013;14:R51.
- Nakazato T, Ohta T, Bono H. Experimental design-based functional mining and characterization of high-throughput sequencing data in the sequence read archive. PLoS One. 2013;22;8:e77910.
- Illumina (2018) Illumina CMOS Chip and One-Channel SBS Chemistry. Accessed January 22, 2019.