我們常說的基因一般是指DNA，因此基因測序也被稱為DNA測序，通俗講，就是獲得我們的目標DNA片段中的鹼基（ATGC）排列順序。今天我們就聊聊關於測序的那些事。
世界上第一臺測序儀是1977年Walter Gilbert和Frederick Sanger發明的，測序原理方法就是我們常說的Sanger測序法。同年，Sanger應用該測序儀測定了第一個基因組序列，噬菌體X174，長5375個鹼基。標誌著第一代測序技術的誕生。
第一代測序技術時至今日依然被廣泛使用，並作為測序技術的「金標準」，其最重要的優勢在於讀長相對較長，可達1000bp，且準確性極高，高達99.999%。但其劣勢也十分明顯，那就是通量低，一次只能測一條DNA序列，根本無法滿足現在科學發展。
2005年，二代測序技術孕育而生，其打破了一代測序的一次測定一條序列的限制，其能在同一時間對幾十萬至上百萬條核酸序列進行測定，大大提高了測序通量，因此也被稱為新一代測序技術。提起二代測序不得不說下二代測序中的曾經的三巨頭（羅氏454，Illumina Solexa，ABI SOLiD）以及國內的後來者華大基因。
2005年，454公司（後被羅氏收購）推出第一個基於焦磷酸測序原理的高通量基因組測序系統——Genome Sequencer 20 System，標誌著二代測序技術由此誕生。但隨著其他二代測序技術的出現，454技術雖然在讀長（最長可以到1000bp）與準確度上有較好的表現，卻因為其成本高昂，市場接受度不高，導致羅氏公司在後期逐步關閉了454生命科學測序業務。
454的測序原理是邊合成邊測序中的單鹼基添加（SNA）法，其對參與測序的鹼基進行標記，每次反應都只允許進入一種鹼基，當有一個鹼基連入DNA鏈，就會產生一個生物螢光信號，通過相機就能捕獲到信號。這樣要是單鹼基重複就會繼續讀取。
2006年，Solexa公司也推出了自己的NGS系統——Genome Analyzer，簡稱GA。2007年，Illumina公司以6億美元的高價收購了Solexa，並將其商品化。其核心原理是基於邊合成邊測序，其中包含了DNA簇（DNA cluster）、橋式PCR（Bridge PCR）和可逆阻斷（Reversible terminator）等核心技術，具有高通量、低錯誤率、低成本、應用範圍廣等優點。
在二代測序技術出現之前，ABI公司一直處於測序行業的壟斷地位，2005年454公司的推出了FLX焦磷酸測序平臺後，ABI公司迅速做出反應，收購了Agencourt Personal Genomics，並在於2007年推出了SOLiD 新一代測序平臺。基於連接的測序原理，簡單來說，就是通過螢光標記的8鹼基單鏈DNA探針與模板配對連接，發出不同的螢光信號，從而讀取目標序列的鹼基排列順序，因此方法會使用探針進行2次測序，故為其在以上幾種測序手段中，準確性是最高的。但後續SOLiD系統通量難以提升，且讀長短、成本高，也逐漸退出歷史舞臺。
2013年3月18日，華大基因宣布對Complete Genomics進行全額收購。2015年，在第十屆國際基因組學大會（ICG-10）上，華大基因正式發布了自主研發的新型桌面化測序系統BGISEQ-500。歷時2年，華大自主開發了DNA納米球技術（DNB），組合探針錨定連接（cPAL）等一系列核心測序技術，其測序原理利用四種不同顏色標記的探針去讀取接頭附近的鹼基，探針能夠與DNA片段結合，T4 DNA連接酶連接探針和anchor，使探針穩定結合，從該探針攜帶的螢光基團的顏色來判斷該位置是何種鹼基。當一輪反應結束後，去除anchor-prob產物，重複上一輪步驟測序下一個鹼基。
時至今日，二代測序方法已不僅僅是上面所寫的這些，還有Qiagen公司的GeneReader、Life Technologies 公司的Ion Proton（如今被Thermo Fisher收購）等。而且第三代測序單分子實時測序也已應用到我們的科學研究中，其中主要代表是Pacific BioScience和Oxford Nanopore。與前兩代測序技術相比，其最大的特點就是無需PCR，是對單個核酸鏈直接進行測序，並且理論上可以測定無限長度的核酸序列。
PacBio技術平臺利用了一種帶有很多零波納米孔（ZMW）的厚度為100nm的金屬片，每個ZWM孔有且僅能允許一條DNA模板進入。測序時，所需的DNA聚合酶被固定在ZMW孔底，待測序列和不同螢光標記的dNTP進入後，每當一個dNTP被添加到合成鏈上的同時，ZMW孔的螢光信號檢測區就能檢測到該螢光，根據螢光的種類就可以判定dNTP的種類，從而獲得核酸的鹼基序列信息。
Oxford Nanopore Technologies公司所開發的納米單分子測序技術最大的亮點在其檢測技術是基於電信號，而不是光信號。他們設計了一種特殊的納米孔，每個納米孔會結合一個核酸外切酶，孔內共價結合有分子接頭。當DNA模板進入孔道時，孔道中的核酸外切酶會緊緊的與DNA分子結合，並順序剪切掉穿過納米孔道的DNA鹼基，每通過一個鹼基，就會產生一個阻斷，每種鹼基的阻斷電流是不一樣的，通過阻斷電流的變化就能檢測出相應鹼基的種類，最終得出DNA分子的序列。
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