我國學者在快速低成本基因測序方法研究方面取得進展

圖 基于卷對卷流體的新一代快速低成本基因測序技術

　　在國家自然科學基金項目（批準號：22027805、22334004、22421002）等資助下，福州大學楊黃浩、陳秋水團隊與華大生命科學研究院秦彥哲、章文蔚團隊，以及西班牙馬德里IMDEA納米研究所Thomas M. Hermans等合作，提出了一種基于卷對卷流體的DNA測序方法，該技術經濟高效且快速，相關成果以“基于卷對卷流體的快速、經濟高效且靈活的DNA測序技術（Fast, cost-effective and flexible DNA sequencing by roll-to-roll fluidics）”為題，于2025年7月14日發表在《自然?方法》（Nature methods）期刊，論文鏈接：https://doi.org/10.1038/s41592-025-02730-2。

　　DNA測序技術是支撐著現代生命科學發展的核心之一，從發現致癌突變到追蹤病毒傳播，都離不開對相關DNA的測序。當前，受限于昂貴的試劑成本和冗長的化學循環，二代DNA測序技術發展遇到了“物理極限瓶頸”，如何突破這個瓶頸成為了基因測序技術的關鍵挑戰。

　　針對該挑戰，上述研究團隊研發了基于Couette流體的卷對卷流體芯片技術，革新了測序儀的流體處理方式，讓測序速度、成本和可擴展性實現跨越式提升。該技術利用高速移動的 PET 薄膜在生物芯片表面生成穩定剪切流，實現理想的平面庫埃特流剖面，避免了傳統通道中的拋物線流速分布。研究表明，該機制使試劑切換時間從約 40 秒大幅縮短至不足 2 秒，液體消耗降低約 30 倍，同時幾乎不產生額外流體壓力，從根本上克服了流體動力學瓶頸。更重要的是，這種開放式流體結構幾乎不受芯片尺寸限制，實現遠超現有測序平臺的通量。數據質量仍保持臨床級標準（Q30 > 90%，SNP/INDEL 精準度與主流平臺一致），測序周期可縮短至 12 小時以內，實現更快的個體化診斷速度。