随着全球数据爆炸式增长，传统的存储技术已经难以满足需求。DNA存储作为一种新型的存储模式近年来发展迅速。然而，常规的随机访问技术在DNA存储数据读取过程中面临目标DNA片段的特异性识别与提取效率低下，以及靶向扩增存在显著的序列偏好性等关键技术瓶颈。
为此，东南大学生物科学与医学工程学院陆祖宏教授、葛芹玉副教授团队开发了超快速DNA随机访问读取装置。该装置能够提高读取速度，同时实现储存信息的随机访问，成功实现了东南大学四张老照片的准确快速读取。这项研究为DNA存储技术的发展提供了新的思路和技术方案，有望推动DNA存储技术的实际应用。
图1. 期刊论文
该工作主要介绍了一种基于磁珠微流控快速聚合酶链反应（MMBP）的DNA 存储与读取集成系统。该系统利用自主研发的毛细管微流控PCR装置和磁性微球表面存储的DNA，实现了快速、准确且可重复的 DNA 存储和读取。毛细管PCR能够有效提高加热和冷却速度，大大缩短了信息读取时间，该系统集大分子拥挤效应和动态磁珠混匀技术于一体，提高读取灵敏度的同时扩增均一性亦有显著性改善。最终实现了低成本、高精度、短时间的信息存储与随机读取，利用该系统成功对东南大学四张老照片图像进行了高效存储和精确读取（图2）。具体研究成果发表在ACS Nano上，题为：Ultrafast and Accurate DNA Storage and Reading Integrated System Via Microfluidic Magnetic Beads Polymerase Chain Reaction（https://doi.org/10.1021/acsnano.4c17817）。
图2. 基于微流控磁珠PCR的DNA储存-读取集成系统示意图
东南大学生物科学与医学工程学院周莹博士后与毕昆老师为该论文的共同第一作者，葛芹玉副教授为通讯作者。该工作受到了国家重点研发计划（2022YFF0710800）等基金的资助。