一种使用半导体技术制成，可以用来读取DNA序列的设备，可能会给科学界的DNA测序工作注入更为强大的力量。这种桌上型机器由一家名为离子激流（Ion Torrent）的新创公司研发而成，预定于本月底开始销售，售价5万美元，大约是其他测序仪器市场价格的十分之一。

　　“这将把DNA的测序工作提升到一个新的水平”，伯德研究所（Broad Institute,由麻省理工学院和哈佛大学联合成立）基因组排序与分析项目的联合主任乍得·纳斯博姆（Chad Nusbaum）说，他试用了该设备，“其实如果资金允许的话，大家都可以买上一台。”

　　纳斯博姆和其他人一直认为，新技术的最大优点是速度；它可以在几个小时之内对一个DNA样本完成测序，而市面上的机器则需要一周甚至更多的时间。这能使该项技术应用在对运行速度要求颇高的基因诊断中。

　　基因组产业的主流企业生命技术（Life Technologies）于去年8月用价值3.75亿美元的资金和股票收购了离子激流。离子激流的创始人乔纳森·罗思伯格（Jonathan Rothberg）认为，生命技术对他的技术非常感兴趣的原因是其在诊断应用方面的潜力。不过但他也很是谨慎地指出，目前该机器还只能用于研究。

　　相对于那些大型而且昂贵的机器来说，新的设备只需读取更为少量的DNA。目前该设备运行一次可以分析1000万到2000万个碱基，而人类的基因组一共含有30亿个碱基（由基因组学巨头Illumina公司制造的设备经过一周的运行，可以完成2500亿个碱基的排序工作）。同时，基因诊断以及其他应用只需要在DNA分析上稍加扩展即可实现。

　　离子激流的技术核心是一个半导体芯片，与电脑和手机上用的微处理器的制造工艺相同。该芯片上的阵列含有150万个传感器，每个传感器都经过精心的设计，可以对DNA的单链片段进行分析。在对一个DNA进行测序的时候，机器会将其合成为一条互补链，然后连续将每4个组成DNA的碱基一个接一个进行排列。如果出现了与增长序列不相符合的碱基，它就会触发一个化学反应，释放一个带正电的氢原子，这样的信号可以被传感器检测到。而电脑会配合测序工作把这些信号进行整合，以保证每一个碱基按次序通过芯片。

　　由于该设备的原理非常简单，所以它的价格也要比其他机器便宜；芯片可以通过电子手段来对序列进行检测。而其他设备使用的则是激光、照相机和显微镜的光学系统（这些设备也是通过合成互补链来读取DNA，但在DNA生长过程中添加化学品会修改DNA的序列；一台相机可以检测到闪烁的光）。“这个系统实施起来非常简单”，离子激流公司的纳斯博姆说，“不仅仅是机器，还包括它周边的配套设施。”

　　虽然离子激流的机器相当便宜，但每对碱基的测序成本却比其他机器高，因为每个芯片只能使用一次，而一次性芯片目前的成本约为250美元。但是罗思伯格认为，和标准的微处理器一样，该价格会随着芯片的大批量生产而下降，“每次当工厂的芯片制造量提升到原来的10倍时，成本就会下降一半”，他说，同时由于他们采用的是标准的半导体制造方法，所以很容易扩大芯片（所含传感器是目前的10至100倍）的生产规模。

　　罗思伯格用计算机产业的发展来比喻测序技术的发展，“最初的电脑非常昂贵，非常难以制造、运输和运行，它们需要特定的环境才能进行操作”。而DNA测序曾经也只有大型测序中心才能实现，但是在过去的五年里，市场上出现的新技术极大地降低了该领域的门槛。这些机器显著降低了DNA测序工作的成本，主要是通过对数百万DNA进行平行测序而实现的。

　　在这项计划中，罗思伯格将离子激流的机器等同于个人电脑。全球各地的数千个实验室如今有机会获得测序机器来建设一个标准的实验室。但哈佛大学的遗传学家乔治·丘奇（George Church）指出，该机器的价格对于普通消费者来说仍然是比较高的。此外，虽然许多实验室有能力购买5万美元的测序器，但他们不一定会选择购买。“许多实验室都将此项工作外包出去了”，丘奇说，“但我觉得很多人还是希望能够拥有自己的设备，他们并不想去排着队等待测序工作的完成。当他们手里有一个样本的时候，他们还是希望能够尽快得到答案。”

　　至于离子激流能否在新测序技术市场上与其他知名公司相互竞争目前还无法预测，尤其是太平洋生物科技公司（Pacific Biosciences），该公司于今年10月公开发行股票，共筹集到2亿美元的资金。

　　马萨诸塞州总医院（Massachusetts General Hospital）的病理学家约翰·亚弗拉特（John Iafrate）和龙乐（Long Le）计划把离子激流的技术应用于诊断测试中。他们建议使用该机器来分析与癌症相关的基因是如何在细胞的自由排序中占据上风的，该提议在去年6月份得到了公司的支持。马萨诸塞州总医院目前正在对新增的癌症患者所带来的“热点”（已知的基因组掩盖了许多与癌症相关的突变）进行研究，“这项技术将让我们的研究从一个热点转变到一个更为广泛的网络上来，我们现在对大约200个基因非常感兴趣”，亚弗拉特说，“我们想对每一位癌症患者的病情进行全面了解，他们应当进行适当的药物治疗或获得一些临床试验方面的建议。”

　　他还指出，不管是处理速度，还是售价，该机器对于临床遗传学实验室来说都非常具有吸引力。“在临床试验中，它可以帮助我们迅速得到测试结果”，他说，“而在基因组中心之外，很难获得足够的资金来购买测序机器，所以5万美元的售价真的很有吸引力。结合这些因素，将该机器用于临床试验应该不是什么问题。”