基因组单分子光学图谱

基因组单分子光学图谱是来源于单个DNA分子有序的全基因组限制性内切酶酶切位点图谱。能提供宏观的框架支持，反应整个基因组的结构信息。 BioNano全新的标记技术Direct Label and Stain（DLS），无需对基因组DNA进行酶切，无任何物理损伤，避免了fragile sites对基因组组装长度的影响。相比原来BioNano的NLRS标记技术，可以获得更长的光学图谱reads。

BioNano Irys是BioNano第一代单分子基因组结构分析平台，结合单酶切和荧光标记对DNA单分子线性化高分辨率成像，无PCR扩增所引入的系统误差，保持DNA最真实的原始信息，兼容包括一代、二代及三代等各测序平台的数据，让基因组信息尽收眼底。

Saphyr是BioNano第二代单分子基因组结构分析平台，该系统采用了与Irys相同的技术，在此基础上扩大了通量， 并以更高的速度用以检测和分析基因组的光学图谱。并且Saphyr可以提供数据处理方案，自动进行数据分析，是一种更为高效和经济的新一代图谱绘制（Next-Generation Mapping，NGM）方案。

Saphyr 半导体芯片上有多达120,000个纳米通道，经高清CCD对所有纳米通道的DNA实时成像，每个flowcell可采集高达5T数据，软件自动将图片数据转换成分子数据，最终组装得到全基因组光学图谱。

（1）基因组组装纠错

光学图谱可以对Nanopore或PacBio测序拼接的Contig序列进行排序和定位，明确片段之间的gap大小，同时识别与纠正Contig组装中潜在的错误连接，甚至可实现染色体水平组装。

Hi-C技术可基于核内染色质交联频率的统计方法将Contig连接到染色体长度的Scaffold上。在Contig排序和定向上仍存在一定错误。Bionano光学图谱可以帮助识别并纠正这些错误。

（2）提升scaffold水平

光学图谱可以在有基因组组装的情况下，混合组装将最初的数千个Contigs缩减至少量Scaffold，提升基因组组装的连续性。基因组组装质量越好，光学图谱的提升效果也就越好。

Bionano光学图谱可以利用单分子荧光标记检测结构变异，能特异性展示基因组真实结构，包括插入缺失、易位、倒位重复扩张、串联重复等变异信息。相比传统的结构变异检测工具，如核型、FISH，Saphyr 拥有无可比拟的分辨率、全基因组覆盖度，便捷的操作流程以及直观的结果呈现，对结果变异领域的难点平衡易位和倒位可准确检出。Saphyr检测长度从500 bp到Mb不等的结构变异，并提供远远优于基于测序技术的灵敏度的组装和发现算法。