illumina NextSeq2000的变-配置与使用体验的改进
本文转自微信公众号“基因Share”，作者冯宝省
4月25日下午观看了illumina NextSeq2000的云发布会，峰值在线人数在1100人左右，所以热度并不是太高，illumina几位产品经理轮番上场介绍对应板块内容其实并没有给出太多有用的信息，但我听完后，回过头来再看手里仅有的官方宣传彩页，对于材料中强调的几个“变”有更深的理解了，下面就简单跟大家分享一下NextSeq2000这次的“变”。
第一，NextSeq2000采用了目前最高簇密度的流动槽（Flowcell）。说到簇密度，这可能是一个大家相对陌生的概念，其实就是流动槽每平方毫米可以生成了有效Cluster数量。
4种流动槽与apple watch（44mm）的体积对比
可能很多同学没见过NextSeq500/550的芯片，这里我用手机拍了一张NovaSeq S4、NextSeq500（400M/130M）和HiSeqX的流动槽对比图片，大家可以直观的看到这4种芯片的大小，流动槽面积最小的是HiSeqX，但HiSeqX的单流动槽数据产量却约是NextSeq500的8倍。其实这就是有效簇密度的差别导致的，我们根据illumina官方给出的数据来看，HiSeqX的流动槽有效簇密度为1310-1524k/mm2.而NextSeq500/550的仅为129-165k/mm2，这就是整除的10倍差距啊。
当然这种“簇密度飞跃”主要是因为从HiSeqX开始，illumina采用了全新的Patterned流动槽来代替“原始”的Random流动槽。那么问题来了，今天的主角NextSeq2000呢？发布会上illumina公布了这个惊人的数据——6250k/mm2！比NextSeq500/550整整提高了30-40倍。
虽然簇密度的水平如此恐怖，但目前illumina公布的P2和P3流动槽的数据产量却只有400M和1000M Reads，那么这也就意味着P2和P3流动槽的体积非常非常小（具体多小，我后续拿到P2/3流动槽实物给大家补图，但肯定是要比HiSeqX的还要小几圈，应该跟MiniSeq和MiSeq的相当）。
如此高密度的Cluster的荧光图像采集就需要依托于更强大的光学系统，所以这次NextSeq2000使用了新型超高分辨率的光学系统来完成这项工作，同时，我们可以期待一下后续的P4或P1芯片的数据产量规格illumina将如何规划。
第二、illumina在J.P.Morgan上公布的P2和P3流动槽单Gb试剂价格为$30/20.（NextSeq500/550为$55/40）这次价格的下降，高密度流动槽起到了关键作用。流动槽面积大大缩小这就意味着每个Cycle铺满流动槽所需要的试剂量减少，产出每Gb数据所需试剂量也大大降低，这将直接导致试剂成本的下降。
NextSeq500/550测序试剂三件套
第三，NextSeq2000采用了集成式卡盒设计。大家可能对于这一点还是比较陌生，我们还是以NextSeq500/550为例，它测序耗材分为三大部分，分别是流动槽、缓冲液试剂盒、测序试剂盒（见上图），外加个仪器内置废液收集桶，而NextSeq2000将这三大部分和废液桶集成到一个仅饭盒大小的卡盒里面，云发布会上illumina介绍，文库构建完成后无需变性直接加入到卡盒对应上样孔中，然后将流动槽插入卡盒，推入测序仪试剂仓，最后点击“Start”就可开始测序工作（见下图操作流程，图片来自YouTube相关视频截图）。
如果大家仍对于集成式卡盒的便捷性感知不强，那么我最后再补充一点，集成式卡盒意味着NextSeq2000采用全干式设计，每次测序完成后仪器无需使用纯水、NaOH等溶液清洗泵阀（因为泵阀已经集成在了卡盒中），而是取出卡盒“直接丢掉”，当然对应的这种集成式卡盒的研发和生产成本也是极高的，所以illumina也在发布会上谈到了卡盒回收循环利用的问题。
第四，NextSeq2000机载二级分析工具DRAGEN Bio-IT，这一点不再赘述，但发布会上illumina提到，用户无需等待第一轮测序数据分析结束即可开始新的一轮测序工作，这也就意味着NextSeq2000内置服务器可以支持同时进行测序过程中的BaseCall和测序数据分析，这无疑使得生产效率进一步提高。
第五，NextSeq2000采用了改进的Two-Channel测序化学，将以前使用的红绿荧光基团改成了波长更短的蓝绿荧光基团，对应的激发光源从520nm/650nm调整为449nm/523nm，优化后增强了簇亮度，减少通道串扰，提高信噪比。
以上几点就是我个人认为illumina的NextSeq2000测序平台相较于以前的台式测序仪的“变”。
虽然它在测序速度、测序成本上并没有给大家带来足够的惊喜，但很显然，它的历史使命并不在于此，这款采用全干设计集成式卡盒、超高簇密度流动槽和搭载了二级加速分析服务器的台式测序仪将大大提升了终端用户尤其是临床终端用户的使用体验，这是基于MPS技术的高通量基因测序仪这种曾经高端复杂的科研仪器向简洁易用的临床诊断工具的进化之路上迈出的关键一步。
