雜交捕獲的原理是通過人工設計的探針與目標片段部分或完全互補來捕獲目標片段，沒有設計的探針片段的片段將被洗脫丟棄，然後通過變性分離探針和捕獲的片段，構建第二代測序文庫。
根據探針狀態的不同，雜交捕獲可分為固相雜交和液相雜交。固相雜交是在芯片上覆蓋探針，目的片段被探針捕獲。液相雜交是將探針放在液相中，探針攜帶生物素。雜交完成後，探針可以被磁珠吸附(此時探針有空探針攜帶目標片段)，然後丟棄未被捕獲的片段，再通過變性分離探針和目標片段，然後所有空探針被磁珠吸附丟棄，捕獲完成。
混合捕獲最大的優勢是捕獲段大，可以達到幾百MB；同時，根據探針的原理，其均勻性非常好(均勻性是評價捕獲技術的壹個關鍵參數，均勻性好後續測序的成本就會降低)。雜交捕獲的缺點是特異性差，容易捕獲非靶片段，因為雜交前樣品會隨機中斷(壹般500bp是合適的長度)，捕獲時探針可能與靶片段部分雜交，導致捕獲到壹些含有部分靶片段的片段，導致特異性下降。
MIP的優點是特異性好，可以直接構建捕獲的片段。但缺點是捕獲效率不高，很難為某些片段設計探針進行捕獲。
多重PCR靶向捕獲測序技術利用多重PCR反應同時擴增多個靶區序列，獲得擴增子產物；然後，通過PCR反應或酶連接反應，將第二代測序所需的銜接子序列引入擴增子產物的兩側，得到擴增子文庫；最後進行第二代測序。
因為引物的設計和系統的價格最簡單，設計門檻低，不需要專門的實驗設計，所以PCR-靶片段捕獲也是商業化應用最廣泛的方式。
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