生物计算机与DNA存储相关文章
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当前共找到 826 篇文献，本页显示第 1 - 20 篇。
| 序号 | 推送日期 | 文章 | 类型 | 简述 | 创新点 | 不足 | 研究目的 | 研究对象 | 领域 | 病种 | 技术 | 模型 | 数据类型 | 样本量 | 存储介质 | 编码方案 | 计算范式 | 可扩展性指标 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 2026-01-22 |
High-Data-Density, High-Decoding-Speed, and High-Decoding-Accuracy DNA Data Ink for Digital Preservation
2026-Jan-21, ACS nano
IF:15.8Q1
DOI:10.1021/acsnano.5c13665
PMID:41562500
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研究论文 | 本文提出了一种集成DNA存储系统，通过优化的编码和处理策略解决DNA数据存储的实际应用问题 | 实现了9.78比特/核苷酸的高信息密度，解码速度比传统方法快360倍，并开发了成本效益高的NGS制备流程 | 未明确说明长期存储稳定性测试结果，也未详细讨论极端环境条件下的性能表现 | 解决DNA数据存储在实际应用中的高成本、测序错误和访问速度慢等问题 | DNA数据存储系统及其在文化遗产保护、自动驾驶数据管理和机器学习等领域的应用 | DNA数据存储 | NA | 下一代测序（NGS），DNA合成 | NA | 数字数据（通过DNA编码） | 处理了457万条测序读长（1.63 GB数据） | DNA | 内层Reed-Solomon码与外层XOR码结合的纠错编码 | DNA计算 | 存储密度：9.78比特/核苷酸，处理数据量范围：0.37 KB至2.79×10^? YB（原文中单位不明确），解码速度：1.63 GB数据在34.5秒内处理 |
| 2 | 2026-01-21 |
Advances and Challenges in Random Access Techniques for In Vitro DNA Data Storage
2024-08-21, ACS applied materials & interfaces
IF:8.3Q1
DOI:10.1021/acsami.4c07235
PMID:39110103
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综述 | 本文综述了DNA数据存储中随机存取技术的最新进展、挑战及现有解决方案 | 系统总结了DNA存储中随机存取功能的技术发展，并讨论了大规模数据条件下的未来研究趋势 | 作为综述文章，未提出新的实验方法或技术突破 | 探讨DNA数据存储中随机存取技术的重要性及其对存储系统实用性的影响 | DNA数据存储系统中的随机存取技术 | DNA数据存储 | NA | DNA存储技术 | NA | 数字数据 | NA | DNA | NA | DNA计算 | 高密度存储、大规模数据条件 |
| 3 | 2026-01-19 |
Steric regulation of CRISPR/Cas12a trans-cleavage kinetics via split-activator extensions
2026-Jan-14, Nucleic acids research
IF:16.6Q1
DOI:10.1093/nar/gkaf1535
PMID:41533584
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研究论文 | 本研究建立了一种空间调控框架，通过合理设计分裂激活剂的延伸结构，实现了对Cas12a反式切割动力学的可预测调控 | 提出了基于分裂激活剂延伸结构的空间调控机制，可定量、方向依赖地控制Cas12a激活动力学，并构建了无需分离步骤的一锅级联检测系统 | 未明确说明该调控框架在其他CRISPR系统（如Cas13）中的普适性，且实际临床样本验证数据有限 | 开发一种可调控CRISPR/Cas12a激活动力学的空间调控策略，以解决背景泄漏问题并实现上游反应模块的协调 | CRISPR/Cas12a系统、分裂激活剂、熵驱动DNA电路、microRNA-21 | 分子诊断 | NA | CRISPR/Cas12a、熵驱动DNA电路、荧光检测 | NA | 荧光信号数据、动力学曲线 | NA | DNA | NA | 分子计算 | 检测限达1.24 pM（microRNA-21），高保真度，适用于一锅法诊断系统 |
| 4 | 2026-01-18 |
Computer-intelligent customized CHA-graphene oxide-DNA circuit for multiplex miRNA detection and accurate cancer cell identification
2026-Mar-15, Biosensors & bioelectronics
IF:10.7Q1
DOI:10.1016/j.bios.2025.118303
PMID:41391296
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研究论文 | 本研究提出了一种结合计算机智能定制技术的荧光生物传感器，用于超灵敏、多重同时检测溶液和细胞中的miRNA-21和miRNA-30a | 采用计算机智能定制技术精确输出DNA电路元件，并结合氧化石墨烯作为荧光淬灭剂和DNA电路载体，实现了高效的多重miRNA检测与癌细胞识别 | 未明确说明检测通量的具体提升程度，且在实际临床样本中的验证数据未展示 | 开发高灵敏度、高效率的多重miRNA检测方法，用于癌症早期诊断、治疗和亚型识别 | miRNA-21和miRNA-30a两种肿瘤标志物 | 数字病理学 | 癌症 | 催化发夹组装反应、荧光检测 | DNA电路 | 荧光信号 | NA | DNA | NA | DNA计算 | 检测范围20 aM-200 nM，检测限达10.64-12.46 aM，检测时间30分钟 |
| 5 | 2026-01-17 |
Advanced DNA Amplification for Efficient Data Storage
2024-09-18, ACS applied materials & interfaces
IF:8.3Q1
DOI:10.1021/acsami.4c12102
PMID:39254000
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综述 | 本文探讨了DNA扩增技术在DNA数据存储中的应用、挑战与未来发展方向 | 系统性地将自然与人工DNA扩增策略（如PCR和等温扩增）与DNA数据存储的需求相结合，并提出了优化协议以提升可扩展性和鲁棒性的新视角 | 主要关注技术层面的挑战与前景，未涉及具体实验验证或大规模实际应用案例 | 优化DNA扩增技术，以提升DNA数据存储的效率、吞吐量和数据保真度 | DNA扩增技术及其在数据存储中的应用 | 生物信息学/生物技术 | NA | 聚合酶链式反应(PCR)、等温扩增 | NA | 数字数据 | NA | DNA | NA | DNA计算 | 高吞吐量、数据保真度、可扩展性、鲁棒性 |
| 6 | 2026-01-15 |
Catalytic DNA Circuit-Driven Surface-Enhanced Raman Scattering Amplification Enables Multiplexed Live-Cell Imaging of Receptor Crosstalk and Feedback Regulation
2026-Jan-13, ACS nano
IF:15.8Q1
DOI:10.1021/acsnano.5c18629
PMID:41478732
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研究论文 | 开发了一种催化DNA电路驱动的表面增强拉曼散射放大平台，用于活细胞中受体串扰和反馈调控的多重成像 | 利用催化发夹组装引导不同探针形成等离子体网络，实现c-Met同源二聚化和VEGF分泌的独立同时检测，并能区分同源和异源二聚体 | 未明确说明平台在复杂生物环境中的长期稳定性或潜在脱靶效应 | 开发时间分辨的多重成像技术以研究HGF/c-Met/VEGF信号网络的互连调控 | 肝细胞生长因子/c-Met信号通路、上皮-间质转化、血管内皮生长因子分泌及受体二聚化 | 生物医学成像 | 癌症（涉及侵袭性上皮-间质转化） | 催化DNA电路、表面增强拉曼散射、催化发夹组装 | NA | 拉曼光谱信号 | 活细胞（具体数量未明确） | DNA | NA | 分子计算 | 可实现多通道SERS输出，适用于多种细胞膜生物标志物，但未提供具体存储容量或数据密度指标 |
| 7 | 2026-01-14 |
Empowering DNA-Based Information Processing: Computation and Data Storage
2024-12-18, ACS applied materials & interfaces
IF:8.3Q1
DOI:10.1021/acsami.4c13948
PMID:39648356
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综述 | 本文综述了用于促进DNA计算和DNA数据存储的材料与界面技术的最新进展 | 系统性地总结了基于多种材料和界面（如微珠、纳米材料、DNA纳米结构、水凝胶等）的DNA计算与数据存储系统，并探讨了当前瓶颈与未来发展方向 | 作为一篇综述文章，未提出新的实验方法或模型，主要基于现有文献进行归纳总结 | 推动DNA信息处理技术的发展，以应对硅基电路面临的数据爆炸、能耗高和物理极限等挑战 | DNA计算和DNA数据存储系统 | DNA计算 | NA | DNA信息处理技术 | NA | 数字信息 | NA | DNA | NA | DNA计算 | 存储容量、数据密度、访问时间、错误率、耐久性 |
| 8 | 2026-01-14 |
"Cell Disk" DNA Storage System Capable of Random Reading and Rewriting
2024-04, Advanced science (Weinheim, Baden-Wurttemberg, Germany)
DOI:10.1002/advs.202305921
PMID:38332565
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研究论文 | 本文提出了一种名为“细胞磁盘”的DNA存储系统，能够在单个系统中同时实现随机读取和重写功能 | 首次在单个DNA存储系统中同时实现了高密度体内存储、随机读取和重写功能，并采用了可自我复制的酵母细胞作为存储单元 | 目前仅在包含最多10个“块”的模拟细胞“磁盘”中进行了概念验证，尚未在大规模实际应用中测试 | 开发一种能够同时支持随机读取和重写的实用化大规模DNA数据存储系统 | 基于酵母细胞的DNA存储系统 | DNA存储技术 | NA | CRISPR/Cas9基因编辑技术 | NA | 数字数据 | 最多10个酵母细胞“块”的模拟存储系统 | DNA | 无损压缩编解码算法 | DNA计算, 细胞计算 | 高存储密度、高耐久性、高特异性、高可靠性，具有实际数据存储应用的扩展潜力 |
| 9 | 2026-01-10 |
Enzyme-Free DNA Logic Circuit with Single-Color Readout for Dual Biomarker Detection
2026-Jan-08, Applied biochemistry and biotechnology
IF:3.1Q2
DOI:10.1007/s12010-025-05519-3
PMID:41504844
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研究论文 | 本研究介绍了一种创新的无酶DNA逻辑电路系统，通过单一比色输出信号的四种离散强度水平，实现对两种不同核酸生物标志物的同时检测 | 该系统通过整合toehold介导的链置换和催化发夹组装，利用G-四链体结构生成诊断信号，并设计了两个逻辑门来差异化响应输入，实现了单一输出信号格式下的四种独特状态，简化了数据解释并提高了成本效益 | 未明确说明系统在更复杂生物基质中的长期稳定性或大规模生产可行性 | 开发一种用于多重生物标志物分析的高灵敏度、高特异性检测平台 | 两种不同的核酸生物标志物 | 分子计算 | NA | toehold介导的链位移，催化发夹组装，比色检测 | DNA逻辑电路 | 比色信号 | 在50%人血清中验证 | DNA | 逻辑门编码，G-四链体结构编码 | DNA计算 | 检测限：输入1为5 pM，输入2为1 pM；在50%人血清中保持85±3%信号 |
| 10 | 2026-01-09 |
DNA attachment to polymeric, soft and quantum materials: mechanisms and applications
2025-Aug-20, Chemical science
IF:7.6Q1
DOI:10.1039/d5sc03552j
PMID:40777751
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综述 | 本文综述了DNA寡核苷酸附着于聚合物、软材料和量子材料的机制及其在生物医学、分析和环境领域的应用 | 系统总结了DNA在多种无金属材料（如聚多巴胺、水凝胶、微塑料、纤维素晶体、纳米金刚石和碳量子点）上的吸附机制，并强调了刺激响应系统在控制DNA吸附与释放方面的应用潜力 | 未提供具体的实验数据或性能指标来量化不同材料系统的DNA吸附效率或应用效果 | 探讨DNA与各类材料结合的机制，并展示其在生物传感、细胞内递送、高密度DNA存储等领域的应用前景 | DNA寡核苷酸、聚合物材料、软材料、量子材料（如纳米金刚石、碳量子点） | 生物材料 | NA | DNA吸附、荧光生物传感、细胞内递送 | NA | NA | NA | DNA | NA | NA | 高密度DNA存储 |
| 11 | 2026-01-09 |
Harnessing DNA computing and nanopore decoding for practical applications: from informatics to microRNA-targeting diagnostics
2025-Jan-02, Chemical Society reviews
IF:40.4Q1
DOI:10.1039/d3cs00396e
PMID:39471098
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教程综述 | 本文是一篇关于DNA计算和纳米孔解码技术及其在从信息学到microRNA靶向诊断等实际应用中应用的教程综述 | 将DNA计算与纳米孔解码技术相结合，并聚焦于其在microRNA靶向诊断等生物医学应用中的最新进展，为连接DNA与电子计算提供了独特的平台 | 作为一篇教程综述，它总结了现有知识和技术，但未提出新的实验数据或模型，主要挑战在于这些技术的实际实施 | 总结DNA计算和纳米孔解码的基础知识、技术和方法论，并探讨其在生物医学诊断等实际应用中的潜力和挑战 | DNA计算设备、纳米孔解码技术、以及作为生物标志物的microRNA | 分子计算 | NA | DNA计算、纳米孔技术 | 逻辑门、电路、神经网络 | 核酸分子 | NA | DNA | 序列依赖的分子行为编码 | DNA计算, 分子计算 | NA |
| 12 | 2026-01-08 |
Self-confined catalytic DNA circuit for on-site nonenzymatic amplified microRNA imaging
2026-Mar-01, Biosensors & bioelectronics
IF:10.7Q1
DOI:10.1016/j.bios.2025.118265
PMID:41330304
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研究论文 | 本研究开发了一种基于金属有机框架的自限制催化DNA电路，用于肝癌细胞内miRNA-9的原位非酶放大成像 | 将自限制催化DNA电路集成于pH响应性MIL-53(Fe)框架中，实现了高探针密度、抗核酸酶性能及酶自由放大检测 | 研究目前仅针对miRNA-9在肝癌细胞系中进行验证，尚未在活体动物模型或临床样本中测试 | 开发一种高灵敏度、高特异性的细胞内microRNA原位成像技术，用于癌症早期诊断 | 肝癌细胞（HCC细胞）中的miRNA-9 | 分子诊断与生物传感 | 肝癌 | 催化DNA电路、金属有机框架合成、荧光成像、qRT-PCR验证 | 自限制催化DNA电路（MSCDC） | 荧光图像、qRT-PCR数据 | 多种肝癌细胞系 | DNA | NA | 分子计算 | 检测限达0.32 fM（飞摩尔级），具有高探针负载能力和血清稳定性 |
| 13 | 2025-12-29 |
Enzyme-driven triplex structure-based DNA logic circuits
2025-Dec-24, Journal of nanobiotechnology
IF:10.6Q1
DOI:10.1186/s12951-025-03853-6
PMID:41444625
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研究论文 | 本研究介绍了一种基于酶驱动的三链DNA逻辑电路，通过输入-门级联形成三链结构，简化了链设计，并利用Bst 3.0聚合酶实现高效操作 | 创新点在于引入酶驱动的三链DNA逻辑电路，通过输入-门级联简化链设计，减少信号泄漏和衰减，提高反应速率，并支持大规模计算操作 | 尽管在泄漏和速率方面有改进，但仍面临信号泄漏和衰减的挑战，可能限制更复杂计算系统的发展 | 研究目标是开发高效、低泄漏的DNA逻辑电路，以促进生物计算在生物传感、数据存储和合成生物学中的应用 | 研究对象是基于三链结构的DNA逻辑电路，包括单门电路、多级级联电路和复杂逻辑电路 | 分子计算 | NA | 酶驱动系统，使用Bst 3.0聚合酶 | DNA逻辑电路 | DNA序列数据 | NA | DNA | 三链结构编码 | DNA计算 | 存储容量未指定，但支持大规模平方根运算，链复杂度降低24.3%，反应速率提高25% |
| 14 | 2025-12-27 |
On Double Cyclic Codes over Finite Chain Rings for DNA Computing
2025-Nov-22, Entropy (Basel, Switzerland)
DOI:10.3390/e27121187
PMID:41440389
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研究论文 | 本文研究了有限链环上双循环码的代数结构，并基于此构建了适用于DNA计算的DNA编码 | 将经典Gray映射从环F2+vF2推广到环Re，建立了环Re元素与DNA序列之间的直接对应关系，并证明了所构造的DNA编码具有可逆性和反向互补性 | 仅针对特定参数（n1、n2为奇数）和特定环结构（Re = F4e+vF4e, v²=0）进行研究，未讨论更一般的环结构或参数 | 研究有限链环上双循环码的代数结构及其在DNA计算中的应用 | 长度为(n1,n2)的双循环码及其对应的DNA编码 | DNA计算 | NA | 代数编码理论 | 双循环码 | 代数结构编码 | NA | DNA | 双循环码, Gray映射 | DNA计算 | NA |
| 15 | 2025-12-18 |
DVOUG enables robust DNA sequence assembly and reconstruction with a dynamic, variable-order graph
2025-Dec-15, Cell reports methods
IF:4.3Q2
DOI:10.1016/j.crmeth.2025.101243
PMID:41371225
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研究论文 | 本文提出了一种动态可变阶单元图级组装图（DVOUG），用于在低覆盖度或高噪声条件下提升DNA序列组装和重建的鲁棒性 | DVOUG通过动态调整k值，在低覆盖或高噪声区域逐步降低k值，解决了路径纠缠问题，显著优于现有组装图，并在图神经网络边预测中实现超过99%的召回率 | 未明确提及具体局限性，可能包括对特定数据类型或条件的适用性限制 | 提升在低覆盖度或错误倾向测序条件下的DNA序列组装和重建性能 | DNA序列数据，包括基因组组装和DNA存储数据重建 | 生物信息学 | NA | DNA测序，图神经网络（GNNs） | 图神经网络（GNNs） | DNA序列数据 | NA | DNA | NA | 分子计算 | NA |
| 16 | 2025-12-12 |
TransDNA: A Deep Transfer Learning Network for Sequence Reconstruction in DNA-Based Data Storage
2025 Nov-Dec, IEEE transactions on computational biology and bioinformatics
DOI:10.1109/TCBBIO.2025.3602912
PMID:40857190
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研究论文 | 本文提出了一种名为TransDNA的深度迁移学习网络，用于解决DNA数据存储中的序列重建问题 | 首次将迁移学习方法应用于DNA序列重建任务，通过从更大的源数据集迁移知识来克服训练样本有限的问题 | 未明确说明模型在更大规模或更复杂错误模式下的泛化能力 | 提高DNA数据存储系统中序列重建的成功率和效率 | DNA存储系统中的序列重建任务 | 机器学习 | NA | 深度迁移学习 | 深度学习网络（包含编码器、领域特定解码器和领域不变特征提取器） | DNA序列数据 | 使用两个来自真实DNA存储实验的目标数据集，源数据集规模更大但未具体说明样本数量 | DNA | NA | NA | NA |
| 17 | 2025-12-12 |
A DNA Strand Displacement-Based Computing Model for Solving Intractable Graph Problems
2025 Nov-Dec, IEEE transactions on computational biology and bioinformatics
DOI:10.1109/TCBBIO.2025.3623800
PMID:41124065
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研究论文 | 本文提出了一种基于DNA链置换的计算模型，用于解决棘手的图问题 | 该模型包含两个DNA模块——图表示模块和检测模块，能够解决多种NP难问题，突破了现有DNA计算模型功能单一的局限 | NA | 利用DNA计算解决NP难的图问题 | 图问题，如最小支配集、最大独立集和最小顶点覆盖 | DNA计算 | NA | DNA链置换 | DNA计算模型 | DNA分子数据 | NA | DNA | NA | DNA计算 | 高密度存储和并行性 |
| 18 | 2025-12-04 |
Darkfield illumination enhancing artificial-intelligence-assisted digital microfluidics for on-site pathogen detection
2026-Jan-08, Analytica chimica acta
IF:5.7Q1
DOI:10.1016/j.aca.2025.344831
PMID:41330666
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研究论文 | 本研究提出了一种集成ITO-DMF平台，采用可切换双模式光学系统，通过暗场照明增强AI辅助的数字微流控技术，用于现场病原体检测 | 开发了具有可切换双模式光学系统的ITO-DMF平台，利用暗场照明显著增强液滴对比度，从而提升深度学习模型的性能，实现高精度液滴识别与操作 | 未明确说明系统对其他类型病原体或更复杂样本的适用性，以及长期稳定性和大规模部署的可行性 | 开发一种AI辅助的数字微流控平台，用于快速、自动化的现场病原体检测 | 临床样本中的肺炎支原体 | 计算机视觉 | 肺炎 | 数字微流控、暗场成像、荧光成像、qPCR | 深度学习模型 | 图像 | 临床样本（具体数量未明确说明） | NA | NA | NA | NA |
| 19 | 2025-12-04 |
Highly Ordered DNA Framework Interface Enables Efficient Enzymatic Oligonucleotide Synthesis
2025-Nov, Advanced science (Weinheim, Baden-Wurttemberg, Germany)
DOI:10.1002/advs.202505868
PMID:40899643
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研究论文 | 本研究开发了一种基于三维DNA框架的纳米界面，用于实现高效的酶促寡核苷酸合成 | 利用高度有序的四面体DNA纳米结构作为支架，为引物提供有序的直立取向和合理间距，从而增强酶的可及性，显著提高合成效率和准确性 | 未明确说明该方法在更长链合成或大规模生产中的具体限制 | 开发更高效、准确的DNA合成方法，为DNA信息存储和遗传研究奠定基础 | 酶促寡核苷酸合成过程及其在DNA信息存储中的应用 | DNA计算 | NA | 酶促寡核苷酸合成 | NA | DNA序列 | 合成了五个给定模式序列和一个60核苷酸的DNA片段 | DNA | NA | DNA计算 | 单步产率达96.82%，可准确检索15字节文本信息 |
| 20 | 2025-12-01 |
Deep convolutional and fully-connected DNA neural networks
2025-Nov-27, Nature communications
IF:14.7Q1
DOI:10.1038/s41467-025-65618-x
PMID:41309564
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研究论文 | 开发了名为CALCUL的DNA计算单元，实现了完全模拟计算，并构建了能100%准确识别复杂彩色图像的深度DNA神经网络 | 开发了首个能实现完全连续精确模拟计算的DNA计算单元，突破了现有DNA网络无法进行真正连续模拟计算的限制 | 未明确说明系统的计算速度、规模扩展性和实际应用场景的具体限制 | 开发能够执行复杂计算任务的DNA神经网络系统 | DNA分子计算单元和神经网络结构 | 分子计算 | NA | DNA计算，磁珠技术 | 深度卷积神经网络，全连接神经网络 | 彩色图像 | NA | DNA | 模拟编码 | DNA计算，分子计算 | 实现了多层网络构建，支持模块化操作，具有高精度和可重用性 |