分子诊断，不仅是体外医疗诊断中发展最快的分支，也凭藉它对基因测序、蛋白质检测等应用所发挥的核心作用而在全球成为“精准医疗计划”的关键技术。
本项目团队自主研发可广泛应用于分子诊断各领域的智慧生物芯片，其技术核心包括
1适配于生物活性的可量产新型半导体工艺，
2超高灵敏度的大规模并行生物传感集成电路，
3自动化的超小型微流体器件，
4 使用自我组装方式生成的人工细胞膜及其它生物环境。
基于这种智慧生物芯片，团队进一步开发可服务完整产业链的检测平台，其中包括专属生物化学试剂和标准检测流程的提供，以及快速准确的大数据分析及生物信息处理模块。
这种基于智慧生物芯片的分子诊断及测序平台应用范围极广，其中仅基因测序部分在中国就有千亿元的疾病检测市场。平台可以迅速结合先进的循环肿瘤细胞和游离循环基因检测等手段，来服务于高速发展中的无创产前和肿瘤诊断市场。
研发团队将侧重开发出小型化、自动化、低成本、高通量、高灵敏度（单生物分子）的快速检测完整解决方案，使分子诊断可以实现实时床边检测，开启分布式分子诊断及测序的新商业模式，直接为广大的医院及临床检测中心服务。
基因测序技术孕育巨大市场空间。测序技术的飞跃发展，检测成本的大幅下降，为其商业化应用奠定了技术基础。从产前无创筛查到肿瘤的个性化用药，新一代测序技术的应用范围正逐步拓宽，作为传统治疗与健康管理方式的革新，正孕育着巨大的市场空间。在基因测序领域，谁控制仪器，谁就会赢得天下。从ABI的3730测序仪到后来的illumina的测序仪，都可以证明这点，这个行业目前是由上游技术驱动的，对技术的依赖度很强。测序公司、诊断公司都加大对测序技术领域的投资，以期能在未来基因测序爆发时期，获得可观的市场份额。目前市场上主流新一代测序平台主要由美国Illumina、Ion Torrent/Life Technologies (2014年被Thermo Fisher收购)、454 Life Sciences/Roche、 PacificBiosciences这四大生产商制造。 Illumina是一家致力于开发、生产和销售大规模基因组学分析集成系统的公司，它已经成长为基因测序行业的巨头，占据了全球设备市场超过70%的市场份额，其生产的高通量测序仪系列一直是市场上最为畅销的产品。另一方面，Life Technoloiges凭借小巧轻便的台式测序仪也分割了15%以上的市场份额。 研究机构和工业界都一致认为谁最先在纳米孔测序领域获得突破，谁就将是illumina最大的竞争对手。医疗诊断和测序的行业巨头如罗氏集团和illumina公司都加大了对第四代技术的投资。罗氏集团宣布基因测序仪454从测序市场退出，同时加紧在纳米孔测序技术领域的布局。2013年以3亿5千万美元收购了尚无产品的纳米孔技术Genia Technologies公司。illumina公司也早就盯上了纳米孔测序技术，是牛津Nanopore公司的主要股东之一。2013年10月，牛津Nanopore公司回购了illumina公司持有的13.5%股份，从而保持该公司更加独立运营，此次回购价值共超过 5640万美元。最近一次牛津Nanopore融资超过1亿美元，而其市场估值更达到了超过15亿美元的天价。值得一提的是该公司才刚刚发布小范围内测试用的第一款产品。
第一代技术使用的是1977年Sanger等人发明的链终止法。第二代技术作为目前市场上主流的测序技术， 较第一代测序技术而言， 测量通量明显提高。而Illumina 公司是这一技术的代表，占有市场达70%至80%以上。但这一代技术存在读长较短和系统误差较大的严重缺陷，限制了它在临床医学的应用。目前其市场主要还局限在研究领域。类似的技术还有Life Technologies公司的半导体测序仪，在半导体芯片的微孔中固定DNA，不需激光、照相或标记，成本低速度快，被认为是2.5代测序技术。第三代技术以Pacific Biosciences公司为代表， 以单分子实时测序为主要特点， 对零模波导中的单个荧光分子进行高灵敏度检测， 从而快速获得 DNA序列信息。第三代技术解决了单分子测序这一重大难题，技术上超越了第二代。但它还是依赖于光学检测，从而测序成本偏高，通量较低，没能打开市场。 纳米孔测序技术是世界公认的第四代测序技术，因为其不再需要荧光标记物使测序价格大大降低，而且同时还实现了单分子实时测序。这项技术标志着基因测序技术又登上了一个新的台阶。纳米孔测序方法不同于其他测序方法， 不需要对 DNA 进行生物或化学处理， 而采用物理办法直接读出 DNA 序列。
新型纳米孔测序法（nanopore sequencing）是采用电泳技术，借助电泳驱动单个分子逐一通过纳米孔 来实现测序的。由于纳米孔的直径非常细小，仅允许单个核酸聚合物通过，因而可以在此基础上使用多种方 法来进行高通量检测。此外，纳米级别的孔径保证了检测具有良好的持续性，所以测序的准确度非常高。对于长达1,000个碱基的单链DNA分子、RNA分子或者更短的核酸分子而言，根本无需进行扩增或标记就可以 使用纳米孔测序法进行检测，这使得便宜、快速地进行DNA测序成为可能。如果对现有纳米孔测序法进行进 一步发展和改进，那么它将有望成为第三代测序技术（也可称为下、下一代测序技术），从而帮助人们实现 24小时内只花费1,000美元完成二倍体哺乳动物基因组测序这一目标。
其原理可以简单的描述为： 单个碱基通过纳米尺度的通道时， 会引起通道电学性质的变化。理论上， A, C, G, T 4 种不同的碱基化学性质的差异会导致它们穿越纳米孔时引起的电学参数的变化量也不同， 对这些变化进行检测可以得到相应碱基的类型。生物纳米孔采用α溶血素（嵌入在双层脂膜当中），其最窄处直径尺寸约为 1.5 nm,恰好允许单链 DNA 分子通过，并且大小严格一致。这种方法不再需要光学检测和同步的试剂洗脱过程了。纳米孔测序技术作为新兴的第四代 DNA测序技术， 具有低成本、高读长、易集成等优势。 如今， 随着半导体工艺技术的飞速发展， 小型化、高速度、大通量的纳米孔测序芯片的实现成为可能。 本研究团队的技术特点是引进先进的传感器芯片设计和专有的半导体工艺技术，来解决第四代测序的最大难点－－实现大规模，稳定可靠的高通量纳米孔生产工艺和芯片平台。我们的微流体生物CMOS芯片技术平台集合了纳米孔，生物化学，和ICMOS芯片技术优点。在此技术平台上开发的测序产品能达到高通量，低成本，高读长，小型化的要求。这个平台技术并实现了单分子和纯电信号检测，可以应用于DNA，RNA，蛋白质，以及其它多种生物分子检测。
- 芯片化：高度结合微流体和集成电路技术的生物芯片，实现加样、混合、反应、分离、检测等功能的最大限度集成。
- 高水平：单分子可以直接测量，带来高灵敏度；生物电信号的直接检测，比常用的光学检测更小型化、更低价、更快速。自主知识产权，填补国内空白，为世界领先水平。
- 普适性：广泛应用于分子诊断各领域，将使测序和分子诊断普及性达目前常规血液检测的程度。
本项目团队利用自身掌握的世界顶尖的技术，旨在突破解决传统方法面对的两大难题：1. 使用传统方法制造的分子诊断设备，一般都无法同时实现这四个目标：（1）高灵敏度、（2）快捷检测速度、（3）低成本、（4）小尺寸规格。通常都是要牺牲其中几个要求来满足其余要求。2.当今多数分子诊断中所用的生物传感器都依赖于复杂的光学系统来获得充足灵敏度，因此让设备昂贵而笨重。本项目团队研发出可广泛应用于分子诊断各领域的智慧生物芯片，同时实现前述四大目标，从而攻克两大难题，满足最广的市场需求。团队采用的技术包括适配于生物活性的可量产新型半导体工艺，超高灵敏度的大规模并行生物传感集成电路，自动化的超小型微流体器件，以及使用自我组装方式生成的人工细胞膜及其它生物环境。团队凭借这些技术所掌握的产品设计方案，领先世界水平。
