文库构建

文库构建（Library Construction）是分子生物学实验流程中将原始生物样本中的核酸分子转化为可被高通量测序仪识别和读取的标准化文库的过程。一个“文库”本质上是大量核酸片段（插入片段，insert）两端连接特定接头（adapter）后形成的分子集合。接头的功能包括：为测序引物提供结合位点、引入用于区分样本的条形码（barcode/index）、以及在与测序流动池（flow cell）结合时提供锚定序列。文库构建的质量决定了测序数据的有效性，包括文库复杂度、片段长度分布、覆盖均一性和背景噪音水平。

文库构建的概念可追溯至20世纪70年代Sanger测序时代，当时通过将DNA片段克隆至质粒载体构建“鸟枪法”文库。2005年，454焦磷酸测序平台的问世标志着下一代测序（NGS）的开启，其文库构建采用乳液PCR扩增微珠，开创了大规模并行测序的先河。2006年Illumina推出边合成边测序（SBS）技术，桥式PCR扩增成为主流，文库构建流程逐步标准化为“片段化-末端修复-加A-接头连接-PCR富集”的经典路径。2010年代，转座酶介导的标签化技术（tagmentation）由Nextera平台商业化，将片段化与接头连接合二为一，大幅缩短了建库时间。近年来，单细胞测序（如10x Genomics）和游离DNA（cfDNA）建库技术推动了微量、低起始量建库方法的革新，如基于Tn5转座酶的微流控建库和单链建库（SSCS）技术。