ما امروزه «داکسی ریبونوکلئیک اسید» را با نام مخفف DNA می‌شناسیم که یک اسیدنوکلئیک و حاوی دستورات ژنتیکی مورد استفاده در رشد و نمو و کارکرد همه جانداران است. نقش اصلی این مولکول ذخیره درازمدت اطلاعات ژنتیکی است. DNA را اغلب با مجموعه‌ای از نقشه‌ها مقایسه می‌کنند زیرا این مولکول خیلی بزرگ، حاوی دستورات لازم برای ساخته شدن تمام اجزای دیگر سلول‌ها مانند مولکول‌های پروتئینی و اسیدریبونوکلئیک یعنی RNA است. ساختمان شیمیایی همه DNAها به هم شبیه است و تنها تفاوت بین مردم، در ترتیب جفت‌های باز است. ساختار متعارف DNA شامل چهار باز تیمین (T)، آدنین (A)، سیتوزین (C) و گوانین (G) است. توالی‌یابی DNA تعیین ترتیب فیزیکی این بازها در یک مولکول DNA است. با این حال، بازهای دیگری نیز می‌توانند در این مولکول وجود داشته باشند. بیش از میلیون‌ها جفت باز در DNA هر شخص وجود دارد و هر شخص توالی مختلفی دارد که با استفاده از آن و به طور منحصر به وسیله تعیین توالی جفت‌های باز می‌تواند شناخته شود.
توالی‌یابی DNA یا DNA Sequencing یک فناوری کلیدی در بسیاری از گرایش‌های زیست‌شناسی از جمله زیست‌شناسی مولکولی و زیست‌شناسی تکاملی و علوم دیگر مانند متاژنومیکس پزشکی، پزشکی قانونی یا انسان‌شناسی است. توالی‌یابی DNA می‌تواند برای تعیین توالی ژن‌های خاص، نواحی ژنتیکی بزرگ (برای مثال خوشه‌های ژنی یا اپرون‌ها)، کروموزوم‌ها یا کل ژنوم هر موجودی استفاده شود. تعیین توالی DNA کارآمدترین راه برای توالی‌یابی RNA یا پروتئین (از طریق قالب‌های خوانش باز) است.
امروزه تجزیه و تحلیل توالی DNA و RNA اطلاعات بسیار مفیدی ارائه می‌کند و از جهات مختلفی مورد اهمیت است. روش‌های موجود، بر تحلیل کامل جزییات توالی ژن تکیه می‌کند و باعث می‌شود که فرآیند بسیار وقت‌گیر و پیچیده باشد. همگرایی فناوری نانو و زیست‌فناوری در ساخت حسگرها این امکان را می‌دهد که در ابعاد دستگاهی کوچکتر، با سرعت و حساسیت بسیار بالایی فرآیند تجزیه و تحلیل توالی‌ها انجام شود که می‌توان به این موارد دست یافت:
- تشخیص دقیق سرطان در زمانی کوتاه یا پیش‌بینی احتمال خطر سرطان در برخی افراد.
- تشخیص ژن‌های معیوب در دوران جنینی و کاهش احتمال تولد نوزادان با مشکلات ژنتیکی.
- شناسایی بسیاری از میکروب‌ها و ویروس‌های مضر با دقت بالا و در زمان کوتاه.
- ارزیابی DNA مربوط به آثار به‌جا مانده در جُرم و جنایت در زمان کوتاه.
- توان افراد معمولی و کشاورزان در تشخیص بهترین و باکیفیت‌ترین محصولات کشاورزی.
اساس عملکرد نانوحسگرهای تشخیص‌دهنده ژن بسیار متنوع است و می‌تواند مبتنی‌بر الکتروشیمیایی، فلوئورسنت، تشدید پلاسمون سطحی، توالی‌یابی نانوحفره و سیستم میکروالکترومکانیکی باشد. برای تشخیص و شناسایی DNA و ژن‌ها تکثیر آن‌ها ضروری است. بررسی انواع مختلف این نانوحسگرها و بازار آن‌ها به عنوان محصولات فناوری‌های همگرا و شرکت‌های فعال در این زمینه مواردی هست که در گزارش کوتاه صنعتی نانوحسگرهای تشخیص توالی DNA و ژن‌های معیوب بررسی می‌شود.
