生物计算机与DNA存储相关文章
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当前共找到 12 篇文献。
| 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 | 2026-02-05 |
Protocell Computing on Aragonite Substrates
2026-Jan-27, ACS omega
IF:3.7Q2
DOI:10.1021/acsomega.5c09786
PMID:41626509
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研究论文 | 本文研究了基于文石-类蛋白微结构的生物计算材料，展示了其执行基本布尔逻辑运算和自主振荡的能力 | 首次将无机碳酸钙与自组装有机类蛋白网络结合，创建出能够执行所有七种基本布尔逻辑运算并表现出自主振荡行为的生物计算材料 | 循环伏安法测试表明电化学降解随时间增加，材料的长期稳定性有待改进 | 开发基于矿物-有机界面的新型生物计算材料，用于信息处理和信号生成 | 文石-类蛋白微结构（无机碳酸钙与自组装有机蛋白网络的混合物） | 分子计算 | NA | 扫描电子显微镜、电化学测试、频率相关方波伏安法、阻抗光谱法、循环伏安法 | NA | 电化学信号、显微图像 | NA | 无机碳酸钙, 自组装有机蛋白网络 | 布尔逻辑编码（AND, OR, NOT, NAND, NOR, XOR, XNOR） | 分子计算, 生物计算 | 结构尺寸超过50微米，在30-50 Hz频率范围内性能最佳，自主振荡行为可持续超过25小时 |
| 2 | 2026-02-02 |
DNA diamond formulates a decomposable composite letter constellation model for DNA data storage
2026-Jan-31, Nature communications
IF:14.7Q1
DOI:10.1038/s41467-026-68861-y
PMID:41620456
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研究论文 | 本文提出了一种名为DNA diamond的可分解复合字母星座模型，用于提高DNA数据存储的逻辑密度和可靠性 | 提出了由15个可分解点组成的DNA diamond星座模型，并设计了两阶段字母检测框架，利用离散熵将字母划分为四个可区分子集，同时结合编码双端索引和长度过滤来消除串扰并抑制错误传播 | 未明确说明模型在更大规模数据集或不同合成技术下的泛化性能，也未讨论长期存储稳定性 | 开发一种高密度、可靠的复合字母DNA数据存储框架 | 复合字母DNA存储系统 | DNA数据存储 | NA | DNA合成技术、复合字母编码 | DNA diamond星座模型、两阶段字母检测框架 | DNA序列数据 | 八字母和15字母系统各10,000条复合链 | DNA | 复合字母编码、双端索引编码 | DNA计算 | 八字母系统：2.5比特/字母（有效载荷密度），14×覆盖度下无误恢复；15字母系统：3.125比特/字母（有效载荷），2.23比特/字母（有效载荷加索引），33×覆盖度下无误恢复 |
| 3 | 2026-01-30 |
DNA conjugation on functionalized plastic surfaces for sequential, iterative single molecule sequencing
2026-Jan-28, Scientific reports
IF:3.8Q1
DOI:10.1038/s41598-026-37575-y
PMID:41606070
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研究论文 | 开发了一种在功能化塑料表面进行DNA共价结合的方法，用于实现可重复、顺序、迭代的单分子测序 | 利用点击化学将DNA分子共价固定在塑料表面，实现了原始源分子的非破坏性、重复性聚合酶扩增和不同DNA数据组的多次访问 | 本研究为概念验证性质，未涉及大规模数据存储的实际应用测试 | 开发一种新型的、基于塑料的DNA存储系统，用于实现稳健可靠的迭代式靶向DNA检索与测序 | 合成DNA序列（编码任意数据）及其在功能化塑料表面的共价结合 | DNA存储技术 | NA | 点击化学、PCR、重组酶聚合酶扩增（RPA）、单分子测序 | NA | 合成DNA序列数据 | 未明确说明具体样本数量，但使用了对照链和特定的DNA数据元素进行实验 | DNA, 塑料 | 未明确说明，但使用合成DNA序列编码任意数据 | DNA计算 | 展示了长期稳定性、可重复检索和顺序访问不同DNA文件组的能力，但未提供具体的存储容量、密度或错误率等量化指标 |
| 4 | 2026-01-28 |
Highly Secure In Vivo DNA Data Storage Driven by Genomic Dynamics
2026-Jan-26, Advanced science (Weinheim, Baden-Wurttemberg, Germany)
DOI:10.1002/advs.202514565
PMID:41588883
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研究论文 | 提出了一种集成计算-生物编程的统一范式，用于实现基于基因组动态的高安全性体内DNA数据存储 | 利用计算和微生物系统的内在数字特性，通过从基因调控网络或跨物种完整基因组构建动态密码表，将密钥空间扩展了超过100个数量级 | 未明确说明在更复杂生物环境或长期进化压力下的数据稳定性与安全性 | 解决现有体内DNA数据存储方法存在的安全风险和数据泄露通道问题 | 数字文件在活体系统中的加密、微生物存储和解密 | DNA数据存储 | NA | 基因调控网络分析、基因组测序 | 集成计算-生物编程范式 | 数字文件 | NA | DNA | 动态密码表 | DNA计算, 分子计算 | 密钥空间扩展超过100个数量级，100代复制后数据恢复率100% |
| 5 | 2026-01-24 |
Stimulus-Responsive NOT Gate for Single-Rail DNA Logic Circuits and Biosensing
2026-Jan-23, ACS nano
IF:15.8Q1
DOI:10.1021/acsnano.5c17487
PMID:41575263
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研究论文 | 本文开发了光控和热控的NOT门，用于单轨DNA逻辑电路和生物传感应用 | 实现了与聚合酶驱动和toehold介导电路系统兼容的快速逻辑反转，解决了单轨NOT门在DNA分子电路中的实现难题 | 未明确说明在复杂生物环境中的长期稳定性和错误率 | 开发适用于生物医学应用的DNA分子计算平台 | DNA分子电路和生物传感系统 | DNA计算 | NA | DNA分子电路技术、光控和热控技术 | NOT门逻辑电路 | DNA分子信号 | NA | DNA | 物理存在或缺失编码 | DNA计算 | 可扩展的DNA计算平台，具有在生物环境中的直接转化潜力 |
| 6 | 2026-01-24 |
Engineering a flat-lying three-stranded duplex probe for catalytic DNA circuit toward enhanced electrochemical biosensing
2026-Jan-20, Bioelectrochemistry (Amsterdam, Netherlands)
DOI:10.1016/j.bioelechem.2026.109230
PMID:41570539
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研究论文 | 本文提出了一种基于催化DNA反应的电化学DNA生物传感器，通过设计一种平躺的三链双链体探针，优化了探针固定化策略，提高了传感性能 | 创新点在于设计了一种内部定位硫基的平躺三链双链体探针，相比传统直立探针，提供了更易接近的界面和更稳定的组装密度，无需复杂密度优化 | 局限性未在摘要中明确提及 | 研究目标是开发一种高性能的电化学DNA生物传感器，用于DNA检测 | 研究对象是DNA目标序列，包括在稀释血清中的检测 | 生物传感 | NA | 催化DNA反应、电化学传感 | NA | 电化学信号 | NA | DNA | NA | DNA计算 | 检测限为244 fM，反应时间缩短至1.5小时，相比直立探针提升约40倍灵敏度 |
| 7 | 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 |
| 8 | 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 |
| 9 | 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 |
| 10 | 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 |
| 11 | 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 |
| 12 | 2025-11-08 |
Development of a DNA computing processor for high-precision breast cancer detection via miRNA biomarker analysis
2026-Jan-15, Biosensors & bioelectronics
IF:10.7Q1
DOI:10.1016/j.bios.2025.118078
PMID:41086581
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研究论文 | 开发了一种基于DNA计算的处理器，通过miRNA生物标志物分析实现高精度乳腺癌检测 | 提出了一种无酶、可扩展且经济高效的DNA计算系统，通过DNA链置换和逻辑门设计整合miRNA生物标志物 | 仅通过模拟和部分代表性miRNA实验验证，尚未进行大规模临床验证 | 开发高精度乳腺癌诊断方法 | 乳腺癌miRNA生物标志物 | 分子计算 | 乳腺癌 | RNA测序，差异表达基因分析，加权基因共表达网络分析 | DNA计算处理器，逻辑门设计 | miRNA测序数据 | 1103个癌症样本和104个标准样本 | DNA | DNA链置换 | DNA计算 | 可扩展性，成本效益，阳性预测值0.91，阴性预测值0.98 |