基因(遗传因子)是具有遗传效应的DNA片段(部分病毒如烟草花叶病毒、HIV的遗传物质是RNA)。基因支持着生命的基本构造和性能。储存着生命的种族、血型、孕育、生长、凋亡等过程的全部信息。环境和遗传的互相依赖，演绎着生命的繁衍、细胞分裂和蛋白质合成等重要生理过程。生物体的生、长、衰、病、老、死等一切生命现象都与基因有关。它也是决定生命健康的内在因素。

第一代基因测序技术的原理

化学裂解法，其基本原理是特定化学试剂可对碱基进行特异性修饰，在修饰碱基处(5’或3’)打断磷酸二酯键将一个DNA片段的5’端磷酸基做放射性标记，再分别采用不同的化学方法修饰和裂解特定碱基，从而产生一系列长度不一而5’端被标记的DNA片段，这些以特定碱基结尾的片段通过凝胶电泳分离，再经放射自显影，确定各片段末端碱基，从而得出目的DNA序列。该方法能够检测双链DNA，但是其操作繁琐，程序复杂，被同时期的Sanger双脱氧链终止法取代[2]。

双脱氧链末端终止法，其原理是将2’,3’-双脱氧核苷酸(ddNTP)参入到新合成的DNA链中，由于参入的ddNTP缺乏3’-羟基，因此不能与下一位核苷酸反应形成磷酸二酯键，DNA合成反应将终止。测序时分成四个反应，每个反应中加入DNA聚合酶、待测模板、引物、四种脱氧核糖三磷酸(dNTPs)，除此之外还要加入一种双脱氧核苷三磷酸(ddNTPs)，然后进行反应，ddNTPs随机取代相应的dNTPs，由于其3位的羟基变成了氢，不能继续延伸，使正在延伸的寡聚核苷酸选择性的在A、T、C或G处终止。终止的核苷酸由相应的ddNTPs决定，通过电泳可分离出长度不同的片段，再对这些片段的末端碱基进行检测从而获得所测片段的碱基序列。

最初对凝胶片段末端碱基的检测是用同位素标记法，20世纪80年代，用荧光进行标记，可自动测序，到20世纪90年代，随着毛细管电泳技术以及微阵列毛细管电泳技术的发展，测序的通量得到大幅度提高。

双脱氧链末端终止法的优点有：

1)可用于未知或已知突变的检测，更容易实行；

2)假条带的出现减少，结果更加清楚；

3)读取的长度也较长；

4)因为掺入了同位素标记的三磷酸，末端终止法可以测更小序列的核苷酸链；

5)基本适用于所有的突变类型，准确率几乎100%，在单基因病的基因诊断和产前诊断中仍广泛使用。

双脱氧末端终止法的缺点：

1)离不开PCR扩增，且只能分析单个的DNA片段，通量小，不能进行基因组层面的分析；

2)自动化程度低，检测速度慢，对于某些需要快速检测的疾病不适合；

3)双脱氧链末端终止法成本高，不适用于大规模测序。

第一代基因测序技术的应用

第一代测序技术既可以用于测定DNA序列，也可以用于测定DNA分子的片段长度。其中基于片段分析的微卫星(STR)分析是现代法庭DNA鉴定的核心技术。

人类基因组的测序正是基于第一代基因测序技术完成的。Sanger测序这种直接测序方法具有高度的准确性和简单、快捷等特点。目前，依然对于一些临床上小样本遗传疾病基因的鉴定具有很高的实用价值。例如，临床上采用Sanger直接测序 FGFR 2 基因证实单基因Apert综合征和直接测序 TC0F1基因可以检出多达90%的与TreacherCollins综合征相关的突变。

第一代测序技术一直作为基因诊断的标准，在基因病特别是单基因病症病人和各种遗传性酶病如苯丙酮尿症、自毁容貌综合症等其他疾病的诊断上发挥着举足轻重的作用，是最常用的基因测序技术。