生物计算机与DNA存储相关文章
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当前共找到 110 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 | 2026-10-22 |
Coli bond: A dual-function encryption system for secure information storage and transmission by microorganisms
2025, PloS one
IF:2.9Q1
DOI:10.1371/journal.pone.0325926
PMID:40498745
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研究论文 | 该文章提出了一种名为Coli Bond的双功能加密系统，利用合成生物学改造的大肠杆菌实现DNA信息的安全存储与可控传输 | 将DNA存储的分子精度与合成生物学的可控动态相结合，通过咖啡因浓度和温度调控信息传递，并引入温度敏感的自毁机制确保信息不可逆销毁 | 系统在多次转移后菌株活力快速下降，可能影响长期存储的稳定性；实验验证主要限于商业饮料和温度变化等特定条件，尚未在大规模数据存储场景中评估 | 开发一种基于微生物的安全信息存储与传输平台，解决传统存储方法的安全风险、耐久性有限和维护成本高的问题 | 工程化的大肠杆菌菌株（营养缺陷型且具有咖啡因降解途径） | 合成生物学 | NA | 合成生物学、DNA存储 | NA | DNA编码信息 | NA | DNA | NA | DNA计算 | NA |
| 2 | 2026-10-21 |
Trade-offs in model compression for sequencing data-carrying DNA
2025-11-23, Scientific reports
IF:3.8Q1
DOI:10.1038/s41598-025-26350-0
PMID:41276564
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研究论文 | 本文研究了DNA存储中用于读取数据的basecalling模型的压缩与错误校正码之间的权衡，通过联合使用模型压缩和错误校正码，在减少模型大小的同时实现了更高的读取准确率 | 提出不应盲目使用生命科学中的测序模型进行DNA数据存储，而应利用数据DNA的可控性，通过嵌入对齐标记和错误校正码来补偿模型压缩带来的精度损失，并实验证明联合使用模型压缩和错误校正码可达到比不压缩且无错误校正码更高的读取准确率 | 错误校正码需要在DNA序列中占用额外空间，尽管实验显示相关开销是边际的；研究主要关注basecalling模型的压缩与错误校正码的权衡，可能未全面考虑其他DNA存储环节的影响 | 研究DNA存储中basecalling模型的压缩与读取准确率之间的权衡关系，探索通过联合使用模型压缩和错误校正码来降低模型复杂度同时保持或提高读取准确率 | DNA存储中用于读取数据的basecalling深度学习模型以及携带数据的DNA序列 | DNA数据存储 | NA | DNA测序、basecalling、错误校正码 | 深度学习basecalling模型（具体类型未指明） | DNA测序信号数据 | NA | DNA | 错误校正码、对齐标记 | NA | 模型大小、读取准确率、错误校正码开销 |
| 3 | 2026-09-29 |
Designing a DNA synchronizer for compact single-rail DNA logic circuits
2025-08-22, Science advances
IF:11.7Q1
DOI:10.1126/sciadv.ady8165
PMID:40834085
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研究论文 | 本文设计了一种DNA同步器（DSN），通过时间调控模块实现单轨DNA逻辑电路中的非门功能，从而构建紧凑且可扩展的DNA计算电路 | 引入DNA同步器（DSN）作为时间调控模块，实现了单轨电路中的时变非门功能，克服了传统单轨电路无法支持非首层非运算的根本限制；通过调节DSN链与反相器链的结合亲和力来调控不同级联深度下非门的执行时间；实现了布尔完备的单轨NAND和NOR门；并展示了仅用五个门构建的4位平方根电路 | 未明确提及 | 设计DNA同步器以克服传统单轨DNA逻辑电路无法支持非首层非运算的限制，实现紧凑且可扩展的DNA计算电路 | DNA逻辑电路、单轨DNA电路、DNA同步器、逻辑门（NAND、NOR、NOT） | 分子计算 | NA | DNA链置换、分子电路设计 | NA | NA | NA | DNA | NA | DNA计算 | 通过使用DSN实现单轨电路，减少了所需门数量（相比双轨表达减半），展示了4位平方根电路仅用五个门，表明在单溶液中的复杂度提升和可扩展性 |
| 4 | 2026-09-11 |
Light-Triggered Phase Separation for Enhanced DNA Computing
2025-08, ChemPlusChem
IF:3.0Q2
DOI:10.1002/cplu.202500074
PMID:40464587
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研究论文 | 本文提出了一种利用光触发相分离形成的凝聚体微滴作为无膜区室来加速DNA计算系统的方法，通过提高活性DNA分子的有效局部浓度来提升计算速度 | 首次将光可切换相分离技术引入DNA计算领域，利用凝聚体微滴作为无膜区室提高DNA分子局部浓度，无需调整DNA序列即可实现计算加速，在基本DNA链置换反应中加速约4.3倍，在复杂DNA神经元计算中加速约3倍 | 摘要中未明确提及该方法的局限性 | 解决DNA计算系统因依赖自由扩散反应分子而导致计算速度低、难以规模化的问题，实现高效分子计算 | DNA计算系统，包括DNA链置换反应和DNA神经元计算 | 分子计算 | NA | 光可切换相分离、DNA链置换反应、DNA神经元计算 | NA | NA | NA | DNA | NA | DNA计算 | 计算速度提升：基本链置换反应约4.3倍，复杂神经元计算约3倍 |
| 5 | 2026-09-09 |
De-Bruijn graph partitioning for scalable and accurate DNA storage processing
2025-11-01, Bioinformatics (Oxford, England)
DOI:10.1093/bioinformatics/btaf618
PMID:41206925
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研究论文 | 提出一种基于De-Bruijn图划分的方法，用于快速准确地处理DNA存储测序数据，无需事先了解寡核苷酸编码信息 | 该方法不受测序技术限制，无需先验知识，能高效处理大规模DNA存储数据，且实现快速处理 | 未在摘要中明确提及限制 | 实现DNA存储中测序数据的可扩展且准确的处理，以支持高质量序列重建 | 合成和真实DNA存储数据集 | 生物信息学 | 不适用 | De-Bruijn图划分 | 不适用 | 测序读段数据 | 8900万条读段（对应10 GB fasta文件） | DNA | 不适用 | DNA计算 | 处理速度：8900万读段在32核服务器上不到1分钟完成 |
| 6 | 2026-09-08 |
Programmable Cancer Subtype Evaluator via Multiply-Guaranteed Catalytic DNA Computing Circuit
2025-11-05, Journal of the American Chemical Society
IF:14.4Q1
DOI:10.1021/jacs.5c13399
PMID:41124377
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研究论文 | 开发了一种通过多重保证的催化DNA计算电路实现乳腺癌亚型精确分类的可编程评估器 | 创新性地采用探针串联和嫁接策略，构建了仅含两个串联笼状探针的紧凑型DNA计算电路，实现了对多个微RNA的连续级联信号放大，用于乳腺癌亚型识别 | 研究主要在临床样本和细胞水平验证，未提及大规模临床应用的详细评估或长期稳定性测试 | 开发一种高特异性、可编程的分子评估器，用于乳腺癌分子亚型的精准分类，以支持个性化治疗 | 乳腺癌细胞和临床组织样本 | 分子计算 | 乳腺癌 | 催化DNA计算（CDC）电路，催化发夹组装（CHA） | DNA计算电路模型 | 分子成像数据（微RNA信号）和临床样本数据 | 临床癌症组织样本（未指定具体数量） | DNA | 串联笼状探针编码，多微RNA识别序列 | DNA计算 | 信号放大能力，检测灵敏度，特异性（未在摘要中提供具体度量） |
| 7 | 2026-09-04 |
Signal Propagation in Surface-Confined DNA Circuits with Rigidified DNA Origami
2025-09-10, Journal of the American Chemical Society
IF:14.4Q1
DOI:10.1021/jacs.5c10818
PMID:40856430
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研究论文 | 本文利用刚性化的双层单轴DNA折纸平台抑制结构波动，从而减少表面限域DNA电路中的信号泄漏，实现高保真信号传播 | 采用刚性化双层单轴DNA折纸平台，有效抑制传统单层DNA折纸因结构波动引起的信号串扰，提高信号传播的保真度 | 未提及具体局限性 | 开发一种通用策略，用于构建可靠的表面限域DNA计算平台，以实现高保真信号传播 | 表面限域的DNA电路及刚性化DNA折纸平台 | 分子计算 | 不适用 | DNA折纸 | 不适用 | 不适用 | 不适用 | DNA | 不适用 | DNA计算 | 信号泄漏减少、开关比提高、并行传输线和逻辑门性能 |
| 8 | 2026-08-30 |
Liquid crystal-guided DNA information storage: Nondestructive recovery and long-term preservation
2025-09-26, Science advances
IF:11.7Q1
DOI:10.1126/sciadv.adu3957
PMID:40991690
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研究论文 | 本研究开发了一种液晶引导的DNA信息存储平台（LDIPP），用于高密度、无损恢复和长期保存DNA编码信息。 | 提出了一种液晶引导的DNA信息保存平台，具有高密度加载、热塑性、抗菌和抗酶特性，并实现了非破坏性恢复和通过微生物发酵的生物扩增。 | 未提及明显局限性。 | 开发一种改进的DNA信息存储平台，以实现高密度、无损恢复和长期保存。 | DNA分子（长度从688碱基对到4.8兆碱基对）和阳离子表面活性剂。 | 数字存储, 分子生物学 | NA | DNA存储技术 | NA | DNA序列数据 | 未明确样本数量，但涉及不同长度的DNA分子。 | DNA | NA | 分子计算, DNA计算 | 存储密度高，保存寿命预计在-20°C下增加近一个数量级。 |
| 9 | 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 |
| 10 | 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 |
| 11 | 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% |
| 12 | 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 |
| 13 | 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 |
| 14 | 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 |
| 15 | 2026-08-04 |
A hybridization chain reaction-based electrochemical sensor for rapid detection of respiratory pathogens
2025-07-03, Analytical methods : advancing methods and applications
IF:2.7Q1
DOI:10.1039/d5ay00418g
PMID:40557701
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研究论文 | 本文报道了一种基于杂交链式反应（HCR）和修饰电极的新型电化学生物传感器平台，用于快速、高效检测长序列核酸呼吸道病原体 | 通过引入拥挤剂增强立足点置换介导的杂交链式反应（TDHCR）效率，将反应时间从120分钟缩短至30分钟，并利用生物素-链霉亲和素结合实现快速固定，克服了固液界面核酸杂交效率低的限制 | 未明确提及，但可能受限于检测长序列核酸时仍需优化探针密度、位阻效应和静电排斥等因素 | 开发一种快速、灵敏的电化学生物传感器，用于呼吸道病原体的长序列核酸检测，以提升临床诊断效率 | 呼吸道病毒病原体的长序列核酸靶标 | 生物传感器、电化学检测 | 呼吸道感染 | 电化学检测、杂交链式反应（HCR）、立足点置换反应 | 不适用 | 电化学信号数据（电流响应） | 不适用（未提及具体样本数量） | DNA | 序列互补编码（基于碱基配对） | 分子计算（基于DNA杂交反应） | 检测限低至4.876 fM，检测过程可在50分钟内完成，具有微流控集成潜力 |
| 16 | 2026-08-04 |
Localized DNA Logic Circuit Equipped with Cascade Amplifiers for Precise Identification of Cancer Cells
2025-03-25, Analytical chemistry
IF:6.7Q1
DOI:10.1021/acs.analchem.5c00247
PMID:40091166
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研究论文 | 构建了配备级联放大器的局部化DNA逻辑电路，用于通过检测两种癌症生物标志物实现癌细胞精确识别，并展示了体内肿瘤成像能力 | 引入Y型AND门电路模块和三个发夹放大器模块到DNA四面体中，实现局部化级联放大，显著提高灵敏度和信号放大效果 | 未详细说明在复杂生物基质中的长期稳定性及可能的非特异性反应 | 开发高灵敏度和精确性的DNA逻辑电路，用于癌症细胞的早期检测和诊断 | 癌细胞（表达miR-21和FEN1的肿瘤细胞）以及正常细胞 | 分子计算，DNA计算 | 癌症（通用） | DNA纳米技术，荧光分析 | DNA逻辑电路（Y型AND门和发夹放大器） | 荧光信号数据 | 未明确提及样本数量，涉及miR-21（检测限82.5 pM）和FEN1（检测限0.015 U/mL）的体外实验及体内肿瘤成像 | DNA | 碱基互补配对编码 | DNA计算, 分子计算 | 检测限（miR-21：82.5 pM；FEN1：0.015 U/mL），信号放大倍数（15.5倍相比无放大器，5.2倍相比非局部化电路） |
| 17 | 2026-08-01 |
Locked Nucleic Acid-Enhanced Entropy-Driven Amplifier Combined with Catalytic Hybridization Reaction-Based DNA Circuit for Dual Amplified Detection of Single Nucleotide Polymorphisms and Asymmetric Encryption of Gene Information
2025-04-22, Analytical chemistry
IF:6.7Q1
DOI:10.1021/acs.analchem.5c00529
PMID:40197003
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研究论文 | 本文报告了一种基于锁核酸增强的熵驱动放大与催化杂交反应DNA电路的双重信号放大策略，用于高对比度检测KRAS_G12C基因中的单核苷酸多态性，并展示了其在基因信息加密方面的潜力 | 通过将锁核酸修饰引入熵驱动放大与催化杂交反应集成的DNA电路，增强了热力学稳定性和反应动力学，实现了对单核苷酸多态性的超灵敏检测，并首次将双重信号放大策略用于分子级信息加密，提高了加密的复杂性和鲁棒性 | 摘要中未明确提及局限性，但可能包括对实验条件的敏感性、样本复杂性（如实际血清样本）的干扰以及信息加密的实际应用范围有限 | 开发一种高灵敏度和高特异性的DNA计算平台，用于检测KRAS_G12C基因中的单核苷酸多态性，并探索其在分子信息加密中的应用 | KRAS_G12C基因中的单核苷酸多态性序列，以及人类血清样本中的目标基因 | 分子计算 | 非特定疾病，但涉及KRAS基因相关癌症（如肺癌、结直肠癌） | 熵驱动放大、催化杂交反应、荧光和共振瑞利散射信号检测 | DNA电路（熵驱动放大和催化杂交反应） | 生物化学信号（荧光强度、共振瑞利散射） | 人类血清样本（具体数量未在摘要中提供） | DNA | 核酸序列编码（基于碱基互补配对），可能涉及熵驱动和催化反应的序列设计 | 分子计算、DNA计算 | 检测限为0.19 fM，动态范围从1 fM到0.1 nM，表现出高灵敏度和单碱基错配区分能力 |
| 18 | 2026-08-01 |
Homogeneous Multicycle Cascaded DNA Circuit for Sensitive "Signal On-Off-Super On" PEC Biosensing
2025-04-15, Analytical chemistry
IF:6.7Q1
DOI:10.1021/acs.analchem.5c00373
PMID:40175284
|
研究论文 | 提出一种基于均相多循环级联DNA电路和SnSe/CdS光电阳极的“信号开-关-超开”光电化学（PEC）生物传感器，用于灵敏检测生物标志物miRNA-222 | 采用均相多循环级联DNA电路和Z型SnSe/CdS异质结，实现“信号开-关-超开”策略，避免假响应和背景干扰，提高检测灵敏度和准确性 | 未提及具体局限性 | 开发一种高灵敏、高准确度的PEC生物传感器，用于早期疾病诊断中的生物标志物检测 | 生物标志物miRNA-222 | 生物传感器 | 癌症 | 光电化学（PEC）检测 | 不适用 | 电化学信号数据 | 不适用（未提及样本数量） | 不适用 | 不适用 | 不适用 | 检测限为0.3 fM，线性范围为1 fM至10 nM |
| 19 | 2026-07-29 |
Dual-Signal Probing of Molecular Subtypes of Breast Cancer: Synergistic Chirality and Charge-Transfer Effect Enable Enhanced Accuracy
2025-06-03, Analytical chemistry
IF:6.7Q1
DOI:10.1021/acs.analchem.5c01620
PMID:40388600
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研究论文 | 利用DNA纳米技术构建荧光团耦合对，通过圆二色性和荧光双信号检测实现乳腺癌分子亚型快速精准分型 | 首次利用手性和电荷转移协同效应构建双信号探针，通过DNA级联反应实现信号放大，同时检测ER和HER2两种标志物，在1小时内完成四种乳腺癌分子亚型分类 | 未提及实际临床样本验证，可能存在的非特异性结合及体内应用的稳定性问题 | 开发快速、简便的肿瘤分子亚型检测方法以指导个体化治疗 | 乳腺癌分子亚型中的关键生物标志物（雌激素受体ER和人表皮生长因子受体2 HER2） | 分子检测 | 乳腺癌 | DNA纳米技术 | NA | 光谱数据（圆二色性和荧光） | NA | DNA | NA | DNA计算 | NA |
| 20 | 2026-07-29 |
Low-cost and automated magnetic bead-based DNA data writing via digital microfluidics
2025-04-08, Lab on a chip
IF:6.1Q2
DOI:10.1039/d5lc00106d
PMID:40070261
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研究论文 | 提出一种基于数字微流控与DNAzyme连接化学的低成本自动化DNA数据写入方法 | 集成数字微流控平台与DNAzyme连接化学，实现无需酶制剂、常温下进行的自动化DNA数据写入，显著降低成本并简化平台布局 | 目前仅为概念验证，实际数据存储规模及长期稳定性尚未充分验证 | 开发一种可编程、低成本、自动化的DNA数据写入过程，以促进DNA数据存储的商业化 | DNA数据写入过程及预合成单链DNA构建块 | DNA数据存储 | NA | 数字微流控、DNAzyme连接化学、磁珠纯化 | NA | DNA序列 | 未明确说明 | DNA | DNA序列编码（通过单链DNA组装） | DNA计算 | 存储容量、数据密度、成本、自动化程度、试剂输入量减少 |