生物计算机与DNA存储相关文章
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当前共找到 879 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 | 2026-08-21 |
Amplification of computational power by the multiplication of bacteria exploring microfluidic networks encoding mathematical problems
2026-Aug-11, Microsystems & nanoengineering
IF:7.3Q1
DOI:10.1038/s41378-026-01341-x
PMID:42581035
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研究论文 | 本文报告了一种利用运动细菌探索编码数学问题的微流控网络来求解子集和问题（SSP）的计算机概念验证，通过细菌的自然增殖实现计算能力的指数级放大 | 首次提出并验证了利用细菌在微流控网络中增殖来指数级放大计算能力，用于求解NP完全问题，并进行了缩放分析以确定其超越电子计算机的临界点 | 未明确提及局限，但可推断为概念验证阶段，实际扩展性和错误率等仍需进一步研究 | 解决NP完全问题（子集和问题）的计算资源指数增长问题，展示细菌驱动生物计算的可能性和规模化潜力 | 运动细菌（具体种类未提及）在微流控网络中的运动行为，以及基于此的计算系统 | 生物计算 | NA | 微流控网络技术 | NA | NA | NA | 细菌 | NA | 细菌计算 | 计算资源随问题规模指数增长，耗能低，错误率低，可扩展性强 |
| 2 | 2026-08-20 |
Performance of cellulose-based card for direct genetic testing of spinal muscular atrophy
2025-02-14, BMC biotechnology
IF:3.5Q2
DOI:10.1186/s12896-024-00938-2
PMID:39953527
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研究论文 | 开发了一种基于纤维素的卡片作为干血斑制备的替代滤纸，用于脊髓性肌萎缩症的基因检测 | 首次开发了基于纤维素的自制卡片作为标准滤纸的替代品，用于SMA基因检测，并验证了其与纯gDNA和FTA卡片的结果一致性及高稳定性 | 未提及长期存储或大规模应用的局限性，可能需要在更多样本和不同环境条件下验证 | 开发一种替代标准滤纸的纤维素基卡片，用于SMA基因检测的干血斑制备，以便在资源有限的国家进行便捷的基因检测 | 脊髓性肌萎缩症患者或疑似患者的干血斑样本 | 分子生物学 | 脊髓性肌萎缩症 | PCR-RFLP, 多重等位基因特异性扩增 | NA | 基因组DNA, 干血斑 | 未明确样本数量，但涉及比较分析 | DNA | NA | NA | 存储稳定性至少三个月，结果清晰可辨 |
| 3 | 2026-08-20 |
The art of designed coiled-coils for the regulation of mammalian cells
2024-08-15, Cell chemical biology
IF:6.6Q1
DOI:10.1016/j.chembiol.2024.06.001
PMID:38971158
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综述 | 本文综述了设计卷曲螺旋模块在哺乳动物细胞调控中的应用，包括合成生物电路设计、转录和变构调控、细胞组装、CAR-T细胞调控及基因组编辑等 | 强调卷曲螺旋模块作为高度特异和正交的蛋白-蛋白相互作用构建模块，在哺乳动物细胞中实现精准和可调控制的应用潜力，特别是在创新治疗干预中 | 未提及具体局限性 | 探讨卷曲螺旋在哺乳动物细胞调控中的多样应用，并推动对其在细胞过程理解和调控中的作用 | 卷曲螺旋模块及其在哺乳动物细胞中的调控应用 | 合成生物学 | NA | NA | NA | NA | NA | 蛋白质 | NA | 分子计算 | NA |
| 4 | 2026-08-19 |
Bio-inspired approaches to in vivo DNA data storage systems
2026-Aug-17, Materials horizons
IF:12.2Q1
DOI:10.1039/d6mh00728g
PMID:42359515
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综述 | 本文系统综述了基于生物启发的体内DNA数据存储系统，重点介绍合成信息存储和基于记忆的数字记录两种核心策略。 | 提出将活细胞作为存储和处理单元，模仿遗传记忆和刺激响应行为，实现动态、自适应和自主的数据管理。 | 当前挑战包括存储密度、编辑效率和细胞稳定性等方面的限制。 | 探讨下一代DNA存储平台的发展方向，以提高体内数据存储的灵活性和功能性。 | 体内DNA数据存储系统，包括合成信息存储和记忆数字记录机制。 | 分子计算 | NA | DNA编码和细胞自我复制 | NA | NA | NA | DNA | DNA编码 | 分子计算 | 存储密度、编辑效率、稳定性 |
| 5 | 2026-08-19 |
Leveraging Demethylase Activation in DNA Circuits to Overcome Signal Leakage for Reliable MicroRNA Bioimaging
2025-06, Small (Weinheim an der Bergstrasse, Germany)
DOI:10.1002/smll.202412843
PMID:40211605
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研究论文 | 设计了一种去甲基化酶激活的DNA组装电路，用于可靠成像细胞内的微小RNA，通过顺序激活杂交链式反应放大器系统来克服信号泄漏问题 | 利用去甲基化酶激活的DNA酶模块顺序控制HCR信号放大模块，显著提高信噪比，并建立去甲基化酶与miRNA之间的关联 | 未提及具体局限性 | 开发可靠的DNA电路用于细胞内microRNA成像，以区分癌细胞和正常细胞 | 细胞内microRNA及其去甲基化酶激活的DNA电路 | 分子计算 | 癌症 | 杂交链式反应 | NA | 图像 | NA | DNA | 序列编码 | DNA计算 | 信噪比、灵敏度 |
| 6 | 2026-08-16 |
Entropy-driven assembly of DNA networks coupled with polarity-flipping effect: PEC-CL dual-mode synergy for ultrasensitive detection of Staphylococcus aureus
2026-Jul-13, Biosensors & bioelectronics
IF:10.7Q1
DOI:10.1016/j.bios.2026.119024
PMID:42600443
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研究论文 | 基于熵驱动DNA网络自组装和光电化学极性翻转协同机制，开发了一种用于金黄色葡萄球菌超灵敏检测的双模式生物传感器 | 首次将熵驱动的DNA网络自组装与光电化学极性翻转效应相结合，实现双重信号放大和正交信号验证，显著提高了检测灵敏度和信噪比 | 检测限虽低，但可能受复杂食品基质干扰，且需进一步验证在实际食品样品中的适用性 | 开发一种快速、灵敏、准确的食源性病原体检测方法，以预防食源性疾病爆发 | 金黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureus） | 生物传感、纳米技术、DNA计算 | 食源性疾病 | 光电化学分析、比色法、DNA网络自组装、催化发夹自组装 | NA | 电化学信号、比色信号 | NA | DNA | 熵驱动DNA电路 | DNA计算、分子计算 | 线性检测范围1-10 CFU/mL，检测限为1.11 CFU/mL（光电化学模式）和2.03 CFU/mL（比色模式） |
| 7 | 2026-08-14 |
An autocatalytic DNA circuit via polymerase mediated strand displacement
2026-Aug-13, Chemical communications (Cambridge, England)
DOI:10.1039/d6cc03616c
PMID:42489623
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研究论文 | 本文介绍了一种由单一聚合酶驱动的自催化DNA电路，通过两个置换层实现指数信号放大。 | 提出了一种仅需单一聚合酶的自催化DNA电路，利用两层层叠的链置换机制，每个输入释放两个输出，从而实现快速积累和指数级信号放大。 | 摘要中未提及明确的局限性信息。 | 开发一种高效的自催化DNA电路，实现指数信号放大，以用于分子计算或生物传感。 | DNA分子及其自催化反应网络。 | 分子计算 | 不适用 | 聚合酶介导的链置换反应 | 不适用 | DNA序列 | 不适用 | DNA | 不适用 | DNA计算 | 指数信号放大能力，输出分子积累速度 |
| 8 | 2026-08-14 |
CRISPR-Cas-Based Platform for Single-Step Quantification of Monoclonal Antibodies at Point-of-Care
2026-Jul-24, ACS sensors
IF:8.2Q1
DOI:10.1021/acssensors.5c04532
PMID:42379562
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研究论文 | 报道了一种基于CRISPR-Cas12a和DNA电路的微流控平台，用于单克隆抗体的定量检测，实现治疗药物监测的即时检测。 | 利用DNA电路识别目标单克隆抗体并耦合CRISPR-Cas12a信号放大，替代传统免疫测定中的抗体依赖性检测，集成于微流控芯片实现单步操作，成本低且稳定性高。 | 该平台目前为概念验证，仅展示了模型抗体的检测，可能需进一步验证对其他抗体的通用性和临床适用性。 | 开发一种简化、低成本、即时检测平台，用于单克隆抗体的定量检测，以支持治疗药物监测。 | 模型抗血凝素单克隆抗体。 | 数字病理学 | 不适用 | CRISPR-Cas12a检测 | 不适用 | 图像 | 不适用 | DNA | 不适用 | DNA计算 | 检测时间60分钟，检测范围纳摩尔级，芯片成本低于1欧元，试剂在-20°C稳定超过一个月 |
| 9 | 2026-08-12 |
Label-free and enzyme-free fluorescent biosensor for ultrasensitive detection of tobramycin via cascade signal amplification
2026-Aug-11, Analytical methods : advancing methods and applications
IF:2.7Q1
DOI:10.1039/d6ay01366j
PMID:42578809
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研究论文 | 本研究提出了一种基于级联信号放大策略的无标记、无酶荧光生物传感器，用于超灵敏检测妥布霉素 | 结合熵驱动DNA电路（EDC）和催化发夹组装（CHA）的级联信号放大策略，实现无酶、无标记检测，检测限低至92 fM | 摘要未提及具体局限性 | 开发一种简单、灵敏的妥布霉素检测方法，用于食品安全监督和临床诊断 | 妥布霉素抗生素 | 生物传感 | 肾功能毒性, 耳毒性 | 荧光生物传感器 | NA | 荧光信号 | 牛奶样品（具体数量未提及） | NA | NA | DNA计算 | 检测限：92 fM，线性范围：3 pM 至 30 nM |
| 10 | 2026-08-11 |
Polus: a context-aware enhancement framework for DNA storage via transformer-based soft-decision decoding
2026-Aug-03, Bioinformatics (Oxford, England)
DOI:10.1093/bioinformatics/btag563
PMID:42517819
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研究论文 | 提出Polus框架，利用基于Transformer的SeqFormer信道模型实现软判决解码，在不修改编码器的情况下提升DNA存储系统的可靠性和密度 | 首次将Transformer用于DNA存储的软判决解码，通过序列上下文与质量信号结合生成校准的碱基置信度分数，将生化噪声转化为软擦除信息，无需修改编码器即可提升现有编解码器性能 | 主要依赖计算机模拟评估，缺乏湿实验验证；对测序质量信号的依赖可能在实际平台中受限 | 改进DNA存储系统的数字可靠性，通过软判决解码提升存储效率、物理密度和纠错性能，并提供系统设计指导 | 主流DNA存储编解码器（如DNA Fountain、Yin-Yang codec）及模拟的合成、存储和测序噪声数据 | 自然语言处理 | 不适用 | DNA合成、DNA测序 | Transformer | 文本 | 未明确说明具体样本数量，但涉及多个主流DNA存储编解码器的基准测试数据集 | DNA | DNA Fountain编码、阴阳编码 | DNA计算 | 测序覆盖度降低38.9%，有效物理密度增加约80%，目标重测序开销降低99.9% |
| 11 | 2026-08-11 |
PELMI: Realize robust DNA image storage under general errors via parity encoding and local mean iteration
2024-07-25, Briefings in bioinformatics
IF:6.8Q1
DOI:10.1093/bib/bbae463
PMID:39288232
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研究论文 | 提出一种基于奇偶编码和局部均值迭代的DNA图像存储方案，以增强图像存储在一般错误下的鲁棒性 | 通过奇偶编码满足生化约束并优化Reed-Solomon纠错，结合局部均值迭代增强图像重建鲁棒性 | 未提及具体局限性 | 实现DNA存储中图像的鲁棒存储和高保真重建，尤其在面对插入、删除、替换等一般错误时 | 图像数据 | DNA存储 | NA | DNA存储、奇偶编码、Reed-Solomon纠错 | NA | 图像 | 未提及具体样本量 | DNA | 奇偶编码、Reed-Solomon纠错 | DNA计算 | 存储密度高，错误率降低，图像重建质量指标提升（如PSNR、MSSIM、MSE） |
| 12 | 2026-08-10 |
Computing with biological switches and clocks
2018, Natural computing
IF:1.7Q2
DOI:10.1007/s11047-018-9686-x
PMID:30524215
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综述 | 本文从历史视角探讨生物系统通过开关和时钟模块进行计算，并讨论生物学与计算之间的相似性及其未来发展方向 | 强调生物调控网络中的正负反馈环作为开关和时钟模块的计算功能，提出生物学与计算学之间的并行性，并对生物计算的未来进行展望 | 未提供具体的实验数据或实证验证，主要基于理论分析和历史回顾 | 阐述生物系统（尤其是开关和时钟模块）的计算机制，并展望生物计算的未来 | 生物调控网络中的分子相互作用、正负反馈环及其计算特性 | 生物计算 | NA | NA | NA | NA | NA | NA | NA | 生物计算 | NA |
| 13 | 2026-08-09 |
Triply activated localized DNA circuit based on dual enzyme-guaranteed and analyte-stimulated strategy for robust tumor-cell-specific microRNA imaging
2026-Oct-08, Analytica chimica acta
IF:5.7Q1
DOI:10.1016/j.aca.2026.345870
PMID:42567607
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研究论文 | 本文设计了一种三重激活的局部催化发夹组装（TA-LCHA）电路，通过内源性双酶保障和分析物刺激策略，实现肿瘤细胞特异性microRNA成像，降低信号泄漏并提高特异性。 | 创新性地引入了双酶（UDG和APE1）识别/切割位点，对LCHA反应物进行预封闭，并通过肿瘤细胞中过表达的双酶和miRNA的协同激活，实现三重门控，有效减少非特异性信号泄漏，增强肿瘤细胞特异性。 | 摘要未提及明确的局限性。 | 开发一种高特异性、低信号泄漏的局部DNA电路，用于肿瘤细胞中microRNA的精准成像，以支持临床诊断和生物医学应用。 | 肿瘤细胞中的microRNA，以及设计的TA-LCHA电路反应物。 | 分子计算 | 肿瘤 | 催化发夹组装（CHA） | NA | 图像（细胞内荧光成像） | 未提供具体样本数量，涉及肿瘤细胞系（推断） | DNA | NA | DNA计算 | NA |
| 14 | 2026-08-09 |
Enhanced sensitivity in PCSK9 detection using binding-induced DNA walker-triggered Argonaute protein-based DNA circuit
2025-07-23, Mikrochimica acta
DOI:10.1007/s00604-025-07380-x
PMID:40696233
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研究论文 | 本研究开发了一种基于结合诱导DNA步行器触发Argonaute蛋白DNA回路的传感方法，用于高灵敏度检测PCSK9 | 首次将结合诱导DNA步行器与TtAgo为基础的DNA回路结合，实现了对PCSK9的超灵敏检测，检测限低至2.5 fg/mL | 该方法面临复杂性和可扩展性的挑战，可能影响其在实际临床中的应用 | 开发一种高灵敏度、高特异性和稳定的PCSK9检测方法，用于临床血脂代谢和心血管疾病风险评估 | PCSK9蛋白 | 生物传感器 | 心血管疾病 | DNA步行器、Argonaute蛋白回路、荧光检测 | NA | 信号数据（荧光） | 血清样本 | DNA | NA | 分子计算 | 检测限为2.5 fg/mL，信号稳定性为15天后保持93.1% |
| 15 | 2026-08-08 |
Nanopore-Based Single-Molecule Logic Unit (sMOLU)
2025-08, Small (Weinheim an der Bergstrasse, Germany)
DOI:10.1002/smll.202501560
PMID:40462731
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研究论文 | 开发了一种基于α-hemolysin纳米孔的单分子逻辑单元（sMOLU），在脂质双层中实现基于DNA的AND逻辑门操作 | 首次将纳米孔技术与单分子DNA计算结合，在脂质双层中实现实时单分子逻辑运算，具备酶特异性切割和信号放大能力 | 未提及具体局限性 | 开发一种集成DNA计算和纳米孔技术的单分子逻辑单元，以推进纳米级计算系统的发展 | 基于DNA的AND逻辑门，α-hemolysin纳米孔，脂质双层，巨型单层囊泡（GUVs） | 分子计算 | NA | 纳米孔技术，荧光测量，电生理测量 | AND逻辑门 | 荧光信号，电生理信号 | NA | DNA | NA | DNA计算 | NA |
| 16 | 2026-08-07 |
Amplification-free one-pot RNA detection by pairing CRISPR-Cas13a with cascade amplification circuit-driven DNAzyme (RAPID)
2026-03-15, Analytica chimica acta
IF:5.7Q1
DOI:10.1016/j.aca.2026.345138
PMID:41663226
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研究论文 | 本文介绍了一种基于CRISPR-Cas13a和级联扩增电路驱动DNAzyme的无扩增一锅法RNA检测平台（RAPID），可在30分钟内于37°C下定量检测RNA，并兼容荧光和侧流层析两种读出方式 | RAPID平台结合CRISPR-Cas13a的精准识别与toehold介导的链置换DNA电路的信号放大功能，无需样本预扩增、逆转录和热循环，实现了快速、定量、可视化的RNA检测，且具有可编程性和便携性 | 摘要中未明确提及局限性，但可能涉及对复杂临床样本的适用性或长期稳定性等问题 | 开发一种适用于即时检测或资源有限环境的快速、准确、无扩增的RNA检测平台，以诊断多种病原体 | 细菌靶标（如梅毒螺旋体和淋病奈瑟菌）和病毒靶标（如单纯疱疹病毒）的RNA | 分子诊断、CRISPR技术、生物传感 | 传染病 | CRISPR-Cas13a、级联扩增电路驱动的DNAzyme、toehold介导的链置换反应 | NA | 核酸序列 | 不适用，但涉及临床样本检测验证，具体数量未在摘要中说明 | RNA | NA | DNA计算（基于DNA电路） | 检测时间30分钟，灵敏度5 fM/反应，检测限与荧光法和侧流层析法相当 |
| 17 | 2026-08-07 |
CRISPR/Cas12a platform activated by a protospacer adjacent motif-engineered DNA circuit for specific target sensing
2026-02-19, Analytical methods : advancing methods and applications
IF:2.7Q1
DOI:10.1039/d5ay02079d
PMID:41648912
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研究论文 | 本研究开发了一种由PAM工程化DNA电路激活的CRISPR/Cas12a平台，用于特异性靶标检测，实现了对ctDNA、UDG和ACE的高灵敏度检测 | 通过PAM工程化DNA电路激活Cas12a，实现非核酸靶标的检测，并采用两级信号放大机制提高灵敏度 | 未提及具体限制 | 开发一种通用的CRISPR/Cas12a传感平台，用于非核酸靶标的灵敏和选择性检测 | 循环肿瘤DNA（ctDNA）、尿嘧啶-DNA糖基化酶（UDG）、啶虫脒（ACE） | 分子诊断 | 癌症（通过ctDNA检测） | CRISPR/Cas12a系统、DNA电路 | NA | 生物化学数据（检测信号） | 实际样品中的定量检测，具体数量未提及 | DNA | NA | DNA计算 | 检测限（LOD）分别为0.023 fM（ctDNA）、0.00004 U/mL（UDG）、0.12 fM（ACE） |
| 18 | 2026-08-07 |
Darkfield illumination enhancing artificial-intelligence-assisted digital microfluidics for on-site pathogen detection
2026-01-08, Analytica chimica acta
IF:5.7Q1
DOI:10.1016/j.aca.2025.344831
PMID:41330666
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研究论文 | 本研究开发了一种集成暗场照明的数字微流控平台，结合人工智能实现现场病原体检测，提高了液滴识别和分割的准确性 | 创新性地将暗场照明与数字微流控平台结合，显著增强液滴对比度，提升AI模型的检测和分割性能，并实现自动化多步病原体检测 | 摘要中未提及明显局限性 | 通过暗场照明增强AI辅助数字微流控系统的视觉反馈，实现稳健的自动化病原体现场检测 | 肺炎支原体（Mycoplasma pneumoniae）临床样本 | 数字病理学 | 肺炎（由肺炎支原体引起） | 数字微流控（DMF） | 深度学习模型（用于目标检测和语义分割） | 图像 | 临床样本数量未明确说明，但检测结果与qPCR完全一致 | NA | NA | 分子计算 | 检测时间小于11分钟，mAP50为98.3%，mIoU为98.2%，与qPCR一致性为100% |
| 19 | 2026-08-07 |
miR-Cabiner: A Universal microRNA Sensing Platform Based on Self-Stacking Cascaded Bicyclic DNA Circuit-Mediated CRISPR/Cas12a
2025-01-14, Analytical chemistry
IF:6.7Q1
DOI:10.1021/acs.analchem.4c05370
PMID:39704707
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研究论文 | 提出一种基于自堆叠级联双环DNA电路介导CRISPR/Cas12a的通用miRNA传感平台miR-Cabiner，用于灵敏且通用地检测miRNA | 将催化发夹组装（CHA）和杂交链式反应（HCR）集成到统一电路中，并级联到CRISPR/Cas12a，提高了反应速率和灵敏度，且具有通用性 | 未提及具体局限性 | 开发一种灵敏、通用的miRNA检测平台，用于临床诊断 | 乳腺癌相关miRNA（miR-130a、miR-10b、miR-21、miR-1285） | 数字病理学 | 乳腺癌 | CRISPR/Cas12a、催化发夹组装（CHA）、杂交链式反应（HCR） | NA | 核酸序列数据 | 四种miRNA（miR-130a、miR-10b、miR-21、miR-1285） | DNA | NA | DNA计算 | 检测灵敏度达fM级 |
| 20 | 2026-08-04 |
Self-feedback cascading DNA circuit encapsulated within a gene-modified bifunctional virus-inspired nanovector for light-gated spatiotemporal biosensing in live organisms
2025-10-01, Analytica chimica acta
IF:5.7Q1
DOI:10.1016/j.aca.2025.344370
PMID:40701709
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研究论文 | 本文介绍了一种自反馈级联DNA电路，封装在基因修饰的双功能病毒启发的纳米载体中，用于活体生物中光控时空生物传感，实现对microRNA-21的超灵敏检测 | 通过结合杂交链式反应和催化发夹组装实现自反馈级联信号放大，并引入光切割连接子实现光控时空模式，提高成像准确性 | 摘要中未提及明显局限性 | 克服DNA电路生物传感器在灵敏度、生物摄取效率和测量准确性方面的挑战，用于疾病标志物成像 | 活体生物中的生物标志物，特别是microRNA-21 | 分子诊断、生物传感 | 癌症 | DNA电路、杂交链式反应、催化发夹组装、光切割 | NA | 图像 | NA | DNA | NA | DNA计算 | NA |