一、產業簡介與分類
次世代定序(Next Generation Sequencing, NGS)的樣本庫製備(library preparation)主要是將欲定序的DNA、RNA萃取，隨機切割成小片段(通常小於400鹼基對)之後，將之接上轉接子(adaptor)以利之後擴增(amplification)與定序(sequencing)的過程。NGS樣本庫製備產業依照產品類型可以區分為製備試劑套組(kit)以及工作站兩種。試劑套組主要是增加定序的敏感度，並盡可能的將實驗操作中的各步驟整合，以改善定序的效率並增進結果一致性。工作站可加速樣本庫的製備，簡化操作流程，並協助NGS的進行，產品主要包含自動化移液(pipetting)工作站與近年來發展中的微流道系統。

二、整體市場概況與趨勢
市場發展部分，由於NGS應用的領域廣泛，包含個人化醫療、基因檢測等，與其在慢性病預測與生殖健康等應用潛力，對NGS的需求的逐漸增加，也帶動NGS樣本庫製備市場的成長。目前NGS樣本庫製備的市場粗估將近18億美金，而2025年將有機會來到27億。
然而，目前NGS在許多方面所面臨的困境仍需要克服，包含對中小型實驗室而言，樣本庫製備所需要的試劑套組價格高昂，且流程繁瑣。另外，也因為解讀定序結果的技術人員時常需要向外招募，定序量能時常短缺。此外，雖然高通量的NGS已使用自動化程序多年，但在低通量方面仍以手動為主，目前有許多公司致力於將自動化應用至低通量的定序中，並在樣品庫製備自動化中應用微流道系統。

三、地域性市場發展概況
北美地區為NGS的樣本庫製備的主要市場。由於北美地區的低通量的次世代系統市場已經拓展到小型的實驗室中，使得這些樣本庫製備的試劑套組應用在各領域的數量逐漸上升，包含族群基因體學、鑑識科檢驗、疾病監測、微生物與合成生物學等。這項特性也使得許多在研究基因的團隊向市售的試劑套組製造商尋求合作，以減少定序所需的花費未來，美國可能會將NGS的數據管理服務移到雲端，進而改善臨床決策，同時也將增加對大規模基因定序軟體、多體學研究經費與創新的藥物開發平台的投資。

歐洲是目前第二大的NGS樣本庫製備市場，被認為將會是持續穩定成長的市場。許多公司利用基因相關研究成果尋找新的藥物標的，但也有公司專注在改良NGS的技術，使定序更快速且精準，如Qiagen，致力於開發整合性的診斷系統，整合多種癌症與慢性病的基因檢測結果。GENEWIZ則提供客戶樣品萃取、樣本庫製備與定序和生物資訊分析的服務。較為廣泛使用的是特定序列定序(Targeted Panel Sequencing)，相較於全基因體定序(Whole Genome Sequencing)或全外顯子定序(Whole Exome Sequencing)，可以偵測出基因體內比例較低的變異，且速度更快、價格較低。而在各實驗中所使用的定序平台多為美國的Illumina與Thermo Fisher。在歐洲的市場，目前透過微流道系統為基礎的自動化系統，其減少操作上手的時間與耗材的消耗為在改善定序規模的一大進展。

亞洲地區在NGS的世界各地的複合年均成長率預測結果中最高的地區，其中，中國與日本市場為最具潛力的國家。在中國與日本，許多在NGS技術上較為先進的公司積極整合當地的NGS市場，如與精準癌症醫療的公司合作，推出可用於癌症的體外診斷試劑套組。NGS的廠商，如Burning Rock Biotech在中國也在鞏固與體外檢驗公司的合作關係，希望可以透過多體學的研究發展早期診斷，並且於中國建立標準化的NGS伴隨式診斷。

四、業界近期動態
目前對於次世代樣本庫製備的試劑套組預估市值在2021年來到18億，而對於這些套組的開發，主要的廠商如歐洲的Qiagen、Roche、美國的Illumina、Thermo Fisher Scientific、Agilent、PacBio等除了致力於增進結果的一致性之外，能兼容於各項NGS技術的試劑套組也是發展重點。此外，許多公司也透過合作，增加在新市場中的能見度，並在實驗操作與分析上提供多樣化的服務，包含數據解讀與匯報結果到實驗室或醫院等。合作的公司如SPL Labtech與Thermo Fisher Scientific、提供流暢操作流程傳染病應用的Illumina與IDbyDNA等。

目前NGS的四大龍頭：Illumina、Thermo Fisher Scientific 、Qiagen與Agilent Technologies就佔了2021年全球近一半的NGS樣本庫製備市場。Illumina以高可擴展性、簡單的操作流程與拿到結果所費時間短，在樣本庫製備上獨占鰲頭。藉由與多間實驗室自動化相關產品的廠商合作，如Agilent Technologies,、Beckman Coulter、Eppendorf、Hamilton、PerkinElmer與Tecan等，使其產品在樣本庫製備的自動化產品效率提高。Thermo Fisher 則是目前第二大的樣本庫製備公司，將純化、篩選與NGS的建庫等步驟大幅簡化。今年稍早Thermo Fisher推出了可將NGS整個流程濃縮在24小時內的CE-IVD automated NGS platform 自動化儀器，以幫助診斷檢測與臨床研究。

位居三四名的分別是Agilent與Qiagen，分別具有6.3%與7.5%的市佔率。在COVID-19變種分析的NGS試劑套組需求下，Qiagen透過專利與技術，營收成長150%，其中在2021初時有87.8%的獲益來自於COVID-19變種分析相關。Qiagen目前正積極開發NGS在生物化學實驗外的新市場，如NGS在鑑識科學上的應用，如刑事案件、失蹤人口或是災後的受害者辨識等。Qiagen也和25間公司合作研發用於藥物開發之伴隨式診斷，並在NGS的樣本庫製備上推動新的產品開發。

五、各分項市場成長機會
(一)試劑套組
目前試劑套組的市場規模約16億美金，預計在2025將來到近25億美金。由於要改善定序的技術過程中也需要針對試劑套組進行改變與調整，使得對套組的市場需求穩定上升。NGS的這些套組並不只是增加樣本製備後分子生物實驗的一致性與再現性，更是協助使用者在使用最新的NGS儀器時不需改變原有的製備流程。

樣本庫製備套組最主要的特點為可應用於自動化的系統與樣本索引。可通用於手動與自動化系統的試劑套組便極具競爭力。目前PerkinElmer、Agilent、New England Biolabs、Takara與Illumina等都有提供類似的產品，以將DNA與RNA片段以大小進行篩選(NGS樣本庫製備的重要步驟)。
此外，適用於族群規模之基因型進行定序的高通量試劑套組，將可加速對於族群基因體研究，進而對於疾病的機轉有更深的了解，增加對於疾病治療的方法、並開發新的預防性基因檢測以增進民眾健康。在這方面，iGenomX的 RIPTIDE Kit讓NGS的樣本庫製備花費大幅降低，對於需要一次進行大量定序又有預算考量的研究人員極具吸引力。
另外，NGS也逐漸被應用於其他創新領域，如液體活檢（liquid biopsy）。其中，提供循環腫瘤DNA (ctDNA，游離DNA的一種)分析的參考標準，以提高液態活檢在偵測癌症基因的準確度，也是廠商可的切入點，如 Twist Bioscience推出泛癌游離DNA (cfDNA)參考標準，即廣泛被應用在液態活檢的開發與研究中。Twist所提供的參考標準與相關試劑，包含了超過400種變異與140種臨床相關變異，可作為癌症變異分析驗證以及品質管控的對照組。

基於現有的技術與工具限制，大量且逐漸增長中的多體學市場未能完整利用NGS進行研究。可針對特殊的體學研究以即定序需求開發出專門的試劑套組，例如Singular Genomics Systems的產品，主要提供約400-3000bp的短基因序列定序。特製的試劑套組則主要以增進效率與精準度在游離DNA中偵測少見的變異為賣點。

(二)工作站
自動化能提升實驗效率，並減少所需的時間，因此NGS製備流程的自動化解決方案極具開發潛力。Tecan Group推出的NGS自動化解決方案DreamPrepTM，可量化與標準化樣本庫製備流程；Beckman Coulter的Biomek NGS Workstation提供了從樣本萃取到樣本庫建構的可擴增自動化解決方案；Hamilton則是在液態的樣本處理以上有著精準的檢測系統以及儲存系統。另外，許多額外的特色也被整合進傳統的pipetting工作站，以滿足特定的需求，如安裝監測環境狀況與蒸發率的感應器。

此外，微流道系統因為其能大幅度減少裝置體積與資本支出，加上其能自動化產出實驗室可負擔的NGS樣本庫。因此，以微流道系統為基礎的自動化系統特別適合不需要大量定序的實驗室。最後，由於現有的軟體無法跨系統使用，且所需的成本過於高昂，使得僅需要小量NGS的小型實驗室無法負荷，隨著科技發展，有更多功能、可負擔的技術將會是未來的趨勢，而針對特定需求客製化的自動化NGS樣本庫製備將會是解方之一。