图 基于卷对卷流体的新一代快速低成本基因测序技术
在国家自然科学基金项目（批准号：22027805、22334004、22421002）等资助下，福州大学杨黄浩、陈秋水团队与华大生命科学研究院秦彦哲、章文蔚团队，以及西班牙马德里IMDEA纳米研究所Thomas M. Hermans等合作，提出了一种基于卷对卷流体的DNA测序方法，该技术经济高效且快速，相关成果以“基于卷对卷流体的快速、经济高效且灵活的DNA测序技术（Fast, cost-effective and flexible DNA sequencing by roll-to-roll fluidics）”为题，于2025年7月14日发表在《自然・方法》（Nature methods）期刊，论文链接：https://doi.org/10.1038/s41592-025-02730-2。
DNA测序技术是支撑着现代生命科学发展的核心之一，从发现致癌突变到追踪病毒传播，都离不开对相关DNA的测序。当前，受限于昂贵的试剂成本和冗长的化学循环，二代DNA测序技术发展遇到了“物理极限瓶颈”，如何突破这个瓶颈成为了基因测序技术的关键挑战。
针对该挑战，上述研究团队研发了基于Couette流体的卷对卷流体芯片技术，革新了测序仪的流体处理方式，让测序速度、成本和可扩展性实现跨越式提升。该技术利用高速移动的 PET 薄膜在生物芯片表面生成稳定剪切流，实现理想的平面库埃特流剖面，避免了传统通道中的抛物线流速分布。研究表明，该机制使试剂切换时间从约 40 秒大幅缩短至不足 2 秒，液体消耗降低约 30 倍，同时几乎不产生额外流体压力，从根本上克服了流体动力学瓶颈。更重要的是，这种开放式流体结构几乎不受芯片尺寸限制，实现远超现有测序平台的通量。数据质量仍保持临床级标准（Q30 > 90%，SNP/INDEL 精准度与主流平台一致），测序周期可缩短至 12 小时以内，实现更快的个体化诊断速度。