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以Roche公司的454技术、Illumina公司的Solexa技术和ABI公司的Solid技术为标志的第二代测序技术被称为下一代测序技术(next generation sequencing，NGS)在极大降低了测序成本的同时，还大幅提高了测序速度，并且保持了高准确性，在病原微生物的快速检测、溯源及传染病性疾病防控等公共卫生方面发挥越来越大的作用。
454技术的发明人之一Jonathan Rothberg还发明了一种基于半导体芯片的测序技术-Ion Torrent。该项技术仅在信号检测方面与454技术有所不同，在测序过程中不是通过检测焦磷酸荧光显色，而是通过检测H+信号的变化来获得序列碱基信息。该技术使用了一种布满小孔的高密度半导体芯片，可以检测反应池中的pH值的变化。当离子感受器感受到H+信号，H+信号再转化为数字信号，从而读出DNA序列。Ion Torrent相比于其他测序技术来说，不需要昂贵的成像设备，因此，设备成本较低，测序速度快，整个上机测序可在2～3.5 h内完成，ABI公司基于Ion torrent 平台推出的Ion Proton与S5测序平台，通量15Gb的通量，运行时间7h，对应的病原微生物二代测序试剂盒和分析解读软件，实现了临床检测的高度自动化和标准化。

以Oxford Nanopore Technologies的纳米孔单分子测序技术和PacBio公司的单分子实时测序技术，被称之为第三代测序技术，其最大的特点是实现了对一个DNA分子的序列测定，也就是说在测序过程无需进行PCR反应来对模板分子进行扩增以扩大检测信号的强度，这就避免了PCR过程中所引入的偏差(Bias)和错误(Error)，实现了对特殊序列的DNA片段的测序。纳米孔(nanopore)测序技术是近年来发展的最具应用潜力的测序技术，纳米孔的直径非常细小，仅允许单个核酸聚合物通过，因而可以在此基础上使用多种方法来进行高通量检测。