基于微纳制造的下一代基因测序系统研究现状与展望

基因是遗传的基本单元,是DNA或RNA分子上具有遗传信息的特定核苷酸序列,它不仅与生物体的生、老、病、死等一切生命现象直接相关,也是决定生命健康的内在因素,下一代基因测序仪的研制目标是希望能够将基因测序的成本大幅度降低,测序速度快速提高,推进基因组技术的个性化医学走向现实,基于固体纳米孔的基因测序是最有可能实现高通量的物理测序技术,但目前面临生物分子电信号的信噪比低、生物分子过孔速度太快以及生物分子在纳米孔内的输运规律缺失等挑战,设计多模式纳米孔传感器,通过多模式信号交叉对比,同时降低纳米孔长度等方法,是提高检测灵敏度的有效方法,借鉴生物纳米孔对DNA过孔速度的控制,利用磁场、声叉等外力场可以为单碱基的辨识奠定基础,当纳米通道的几何尺寸小于双电层厚度时,基于连续理论的泊松-玻尔兹曼方程和纳维-斯托克斯方程将面临挑战,建立纳通道内生物分子输运规律将丰富流体力学的研究内容。