① 文库制备：将基因组 DNA 随机打断并在两端连接带有已知序列的接头；② 固定于流动池：单链文库在...

下面我将用更通俗易懂的语言描述一下第二代测序（也称为新一代测序，NGS）的原理和过程：

1. 构建DNA文库（样本准备）
   首先，将细胞中的基因组DNA打碎成大量的小片段。这些碎片两端连接上一段特殊的已知序列，我们称之为“接头”，就像给每条DNA碎片戴上一个特定的“小帽子”，便于后续的识别和处理。

2. 固定DNA碎片到测序芯片表面
   准备好的DNA片段（带有“小帽子”）以单链形式，被随机散布到一种特殊的玻璃芯片（流动池）上。芯片表面涂满了与“小帽子”序列互补的短DNA片段，这些短DNA像草坪一样铺满芯片。当DNA片段落到芯片上时，它们的“小帽子”会与这些草坪DNA互补结合，固定在芯片上。

3. 桥式扩增形成DNA簇（大量复制）
   接下来，芯片上的单个DNA分子会发生复制扩增。具体来说，每条DNA分子的一端固定在芯片表面后，另一端向下弯曲，找到邻近的一个互补引物（草坪DNA），形成“桥状”结构。DNA聚合酶（一种能合成DNA的酶）就以这个桥结构为基础，合成出完整的DNA双链。再经过高温处理，这个双链DNA又变成两条单链，每一条再次形成新的桥状结构并进行复制。反复经过这样的复制过程（通常重复30-40轮），在芯片上就形成了数百万个肉眼看不到的小DNA簇，每个簇都是由单个DNA分子复制而来的许多完全相同的拷贝。

4. 测序过程（逐个碱基读取序列）
   现在，每个DNA簇含有大量相同的DNA拷贝，可以进行逐个碱基的测序。测序时，加入带有荧光标记的特殊碱基（dNTP）。每轮只允许DNA聚合酶掺入一个碱基。因为每种碱基（A、T、C、G）带有不同颜色的荧光，DNA聚合酶在每次添加碱基时，芯片表面就会呈现出四色的荧光图案。高分辨率相机会记录下每个簇发出的荧光颜色，这就代表每个簇DNA序列的一个碱基信息。随后，通过特殊的化学反应去除荧光标记和封端基团，再进入下一轮加入碱基和拍摄荧光图像的过程。如此反复，逐步获得每个DNA簇上完整的DNA序列（通常50到300个碱基长）。

5. 数据产出与优势（快速、高效、成本低）
   第二代测序就是通过这种空间固定（芯片上固定DNA簇）和时间分步（逐轮添加碱基）的巧妙方法，一次同步测定上百万甚至上亿个不同DNA分子的序列。这种高效的平行测序策略，使得短时间内就能获得大量的基因序列数据，从原来传统测序（第一代测序）成本昂贵（每个Gb数据数千美元）降低到如今每Gb成本不到一百美元，并且一次测序就能产生GB到TB级别的海量数据。

总之，第二代测序就是利用特殊的芯片将DNA大量复制，然后逐个碱基用荧光信号读取DNA序列，最终高效地获得基因组信息的一种技术。