生物计算机与DNA存储相关文章
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当前共找到 80 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 | 2026-11-10 |
Entropy-driven DNA circuit coupled with Cas9 trans-cleavage for dual-amplified label-free electrochemical sensing of aflatoxin B1 and lead ions
2026-Nov-09, Analytical methods : advancing methods and applications
IF:2.7Q1
DOI:10.1039/d6ay02070d
PMID:43001650
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研究论文 | 该文开发了ECG-Cas9传感平台，将熵驱动DNA电路与Cas9反式切割及G-四链体电化学信号生成相结合，用于黄曲霉毒素B1和铅离子的双放大无标记电化学检测 | 将熵驱动DNA电路与Cas9反式切割耦合实现双重信号放大；利用G-四链体/血红素复合物作为电化学信号报告分子，避免额外电活性标记并简化探针制备 | 摘要中未明确说明该方法的局限性 | 实现对食品和药品中黄曲霉毒素B1和铅离子的灵敏、可靠检测 | 黄曲霉毒素B1（AFB1）和铅离子（Pb） | 生物传感 | NA | 熵驱动DNA电路、Cas9反式切割、G-四链体电化学传感 | NA | 电化学信号 | NA | DNA | NA | DNA计算 | AFB1检测限为0.1 pg/mL，Pb检测限为0.5 pM，具有良好的选择性 |
| 2 | 2026-11-10 |
Self-Reporting Hierarchical DNA Nanoplatform for Tumor Cell-Selective Senescence Modulation and Immune Remodeling
2026-Nov, Small methods
IF:10.7Q1
DOI:10.1002/smtd.71110
PMID:42865219
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研究论文 | 本文开发了一种自报告分层DNA纳米平台Gal-lipo@S-CHA，可实现对肿瘤细胞的选择性衰老重编程和免疫重塑 | 采用β-半乳糖苷酶响应电荷反转脂质载体和GSH/miR-21双门控催化DNA电路实现双层衰老选择性，同时具备实时荧光监测和NF-κB诱饵组装功能 | 仅在体内研究中验证，尚未进行临床试验，长期生物安全性和递送效率有待进一步评估 | 实现肿瘤细胞选择性衰老调控并重塑肿瘤免疫微环境 | 治疗诱导衰老（TIS）肿瘤细胞 | DNA纳米技术、肿瘤免疫治疗 | 肿瘤（泛癌种） | 催化DNA电路、DNA纳米技术、脂质纳米载体递送 | NA | 荧光信号、分子标志物（GSH、miR-21） | NA | DNA | NA | DNA计算 | NA |
| 3 | 2026-11-08 |
Vacuum Drying Maintains the Integrity of DNA and Protects the Stability of PCR Amplification under Accelerated Aging
2026-Nov-03, ACS omega
IF:3.7Q2
DOI:10.1021/acsomega.6c09600
PMID:42992133
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研究论文 | 该文研究了真空干燥对DNA完整性和PCR扩增稳定性的保护作用 | 采用无外源添加剂的真空干燥法制备固体DNA样本，并通过加速老化实验验证其保护效果 | 仅在70°C加速老化条件下测试，未评估长期室温储存效果 | 探究真空干燥对DNA完整性和PCR扩增稳定性的影响 | 固体DNA样本 | DNA存储 | NA | 真空干燥、加速老化、PCR扩增 | NA | NA | NA | DNA | NA | NA | NA |
| 4 | 2026-11-06 |
Fast bootstrap and reliable readout using hidden references for DNA data storage
2026-Feb, iMeta
IF:23.7Q1
DOI:10.1002/imt2.70105
PMID:42974437
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研究论文 | 提出一种基于水印大DNA片段和多重隐藏参考的快速可靠读出框架，将从头读出转化为类似重测序的流程，以降低读出复杂度并兼容不同测序平台 | 利用多重隐藏参考将从头读出转化为类似重测序的工作流；针对低插入缺失率平台采用基于相关性的识别和逐位共识快速解码，针对易发生插入缺失的平台采用渐进式读出比对和前向-后向算法确保鲁棒恢复；体内实验验证了该框架 | 摘要未明确说明局限性 | 解决大规模无序测序读出的数据读出问题，降低读出复杂度并提高可靠性，特别是应对插入和缺失错误 | 使用水印大DNA片段进行数据存储的DNA数据存储系统 | DNA数据存储 | NA | DNA测序（Illumina测序、纳米孔测序） | NA | 测序读段 | NA | DNA | NA | DNA计算 | 在Illumina读段（原始错误率约0.2%）覆盖度0.6-2.5×和纳米孔读段（原始错误率约5%）覆盖度1.6×或4.3×下实现无错恢复，表明大片段DNA存储具有实用性和可扩展性 |
| 5 | 2026-10-29 |
Concatenation, Splicing and Insertion-Deletion Operations on Cyclic DNA Molecules
2026-Oct-12, Entropy (Basel, Switzerland)
DOI:10.3390/e28101113
PMID:42940835
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研究论文 | 本文形式化研究了环形DNA分子上的拼接、插入和删除操作，比较了连接操作与环形拼接、插入的关系 | 首次提供了作用于环形词的插入操作的形式化定义，并证明了在某种上下文无关方式下使用环形拼接和插入时，这些计算操作与单轮连接操作一致 | 研究局限于理论形式化分析，未涉及实验验证或实际DNA计算实现 | 研究环形词上的拼接、插入和删除操作，探讨代数操作与生物启发的字符串变换之间的关系 | 环形词（环形DNA分子） | DNA计算 | NA | 形式化建模、信息论方法 | 拼接系统（H系统）、插入-删除系统 | 形式语言、字符串 | NA | DNA | NA | DNA计算 | NA |
| 6 | 2026-10-28 |
Lateral flow strip biosensor for visual detection of heavy metal ions based on feedback circuit with trigger DNA regeneration strategy and its logic gate applications
2026-Oct-01, Journal of hazardous materials
IF:12.2Q1
DOI:10.1016/j.jhazmat.2026.143776
PMID:42822285
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研究论文 | 基于反馈电路与触发DNA再生策略，开发了一种用于可视化检测重金属离子的侧向流试纸条生物传感器，并构建了逻辑门应用 | 采用触发DNA再生策略的反馈电路实现信号放大，相比无再生策略具有更优的放大能力；结合侧向流试纸条实现可视化检测，检测限达10 pM；构建了INHIBIT和XOR逻辑门用于多种重金属离子的智能检测 | 文中未明确提及 | 在资源有限环境中实现痕量重金属离子的现场可视化检测 | 铬离子（Cr）和镉离子（Cd） | 生物传感器 | NA | DNAzyme识别、反馈DNA电路、侧向流试纸条 | NA | NA | NA | DNA | NA | DNA计算 | 可视化检测限为10 pM |
| 7 | 2026-10-25 |
A Unimolecular Entropy-Driven DNA Circuit for Orthogonal Logic-Gated Imaging of Cancer Cells
2026-Sep-22, Analytical chemistry
IF:6.7Q1
DOI:10.1021/acs.analchem.6c04022
PMID:42915927
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研究论文 | 本文设计了一种单分子熵驱动DNA电路（iEDC），通过正交AND逻辑门控实现对癌细胞内APE1和miR-155双标志物的高特异性成像 | 将传统多链熵驱动电路（EDC）整合为单分子结构，利用纳米尺度空间邻近效应加速反应，并采用双钥匙（APE1和miR-155）正交激活机制降低背景泄漏 | 摘要未明确提及 | 克服标准熵驱动电路多组分扩散限制，提高细胞内逻辑门控成像的效率和特异性 | 癌细胞（具体类型未在摘要中说明） | DNA计算与生物成像 | 癌症（具体类型未在摘要中说明） | DNA逻辑门、熵驱动电路、荧光成像 | NA | 图像（荧光成像数据） | NA | DNA | NA | DNA计算 | NA |
| 8 | 2026-10-23 |
Solving Minimum Spanning Tree Problems Based on DNA Chemical Reaction Networks
2026, Combinatorial chemistry & high throughput screening
IF:1.6Q3
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研究论文 | 本文提出了一种基于DNA链置换反应网络的计算模型，用于求解图论中的最小生成树问题 | 通过智能整合加权、阈值和求和三个反应模块，利用DNA链置换反应网络有效求解最小生成树问题，并采用荧光强度进行边过滤 | 仅通过Visual DSD软件进行模拟实验验证，缺乏实际湿实验验证 | 探索DNA链置换反应网络在求解最小生成树问题中的应用，并构建相应的计算模型 | 图的最小生成树问题 | 分子计算 | NA | DNA链置换反应 | DNA链置换反应网络 | 图数据（边和权重） | NA | DNA | DNA序列编码（不同DNA序列表示边并分配权重） | DNA计算 | NA |
| 9 | 2026-10-13 |
D2Sim: A Computational Simulator for Nanopore Sequencing Based DNA Data Storage
2026 Sep-Oct, IEEE transactions on computational biology and bioinformatics
DOI:10.1109/TCBBIO.2026.3716589
PMID:42490283
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研究论文 | 本文设计了一个名为D2Sim的计算通道模拟器，用于模拟基于纳米孔测序的DNA数据存储过程 | 提出了D2Sim模拟器，集成DeepSimulator，能够生成与真实纳米孔DNA存储信号高度相似的信号，相比单独使用DeepSimulator，样本差异偏差降低了16.7%至88.7% | 该模拟器依赖于DeepSimulator，可能无法完全覆盖所有真实实验中的复杂误差模式 | 简化DNA数据存储中物理冗余和逻辑冗余设计及数据重建方法的评估过程，避免耗时且昂贵的真实实验 | 基于纳米孔测序的DNA数据存储系统 | DNA数据存储 | NA | 纳米孔测序 | DeepSimulator | 信号数据 | NA | DNA | NA | DNA计算 | 高存储密度和持久性 |
| 10 | 2026-10-13 |
A Molecular Perceptron Based on DNA Circuit
2026 Sep-Oct, IEEE transactions on computational biology and bioinformatics
DOI:10.1109/TCBBIO.2026.3728103
PMID:42664104
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研究论文 | 本文通过理想化反应构建阶跃函数，并利用该函数实现一种新型分子感知机，用于DNA逻辑电路 | 首次在DNA电路中实现阶跃激活函数，并构建分子感知机，将DNA半逻辑电路转化为逻辑电路 | 摘要未提及 | 解决DNA电路中激活函数实现难题，推动DNA电路在人工智能中的应用 | DNA电路、分子感知机、逻辑门 | 分子计算、DNA计算 | NA | DNA电路 | 分子感知机 | NA | NA | DNA | NA | DNA计算、分子计算 | NA |
| 11 | 2026-10-09 |
Towards density-optimal DNA storage with practical bijective coding
2026-08-27, Nature communications
IF:14.7Q1
DOI:10.1038/s41467-026-77024-y
PMID:42802272
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研究论文 | 本文提出了一种名为Siyuan Code的DNA存储编解码器，通过双射编码实现理论最优密度，将二进制数据一一映射到几乎所有合适的低错误序列 | 提出了Siyuan Code，利用数据结构对易错模式进行编目和规避，以一一对应的方式将二进制数据映射到几乎所有合适的低错误序列，在严格的生化约束下以最小冗余实现理论最优密度 | 每条链仍需6个副本才能实现完美数据检索，编码和解码速度约为每秒1兆字节，与早期USB闪存驱动器相当 | 解决现有DNA存储编码方法难以在避免易错序列的同时保留可用序列的问题，从而实现高密度、低冗余的DNA数据存储 | DNA存储中的编码方法及二进制数据到DNA序列的映射 | DNA存储 | NA | DNA合成与测序，双射编码 | NA | 二进制数据，DNA序列 | NA | DNA | 双射编码 | DNA计算 | 存储密度为每核苷酸1.66比特，容量为每克DNA 41艾字节，每条链仅需6个副本即可完美检索，编码和解码速度约每秒1兆字节 |
| 12 | 2026-10-06 |
Directly Encrypting DNA Sequences for Secure DNA Storage via Automata Cryptography
2026-Oct, IEEE transactions on nanobioscience
IF:3.7Q3
DOI:10.1109/TNB.2026.3695368
PMID:42160258
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研究论文 | 本文提出了一种通过自动机密码学直接加密DNA序列的方法（DNA-AC），用于实现安全的DNA存储，解决了现有比特级加密方法与基于数据特征的DNA编码方法不兼容的问题 | 首次提出序列级DNA加密方法，通过碱基的扩散和旋转实现加密，使碱基分布更加均匀和随机，与基于数据特征的DNA编码方法兼容，并支持并行处理以适应高通量并行DNA合成和测序 | 摘要中未明确提及该方法的局限性 | 解决现有DNA存储加密方法基于比特级加密而与基于数据特征的DNA编码方法不兼容的问题，实现安全、高性能、可扩展的DNA存储加密方案 | DNA序列 | DNA存储 | NA | 自动机密码学、DNA合成与测序 | 自动机密码学模型 | DNA序列 | NA | DNA | 碱基扩散与旋转编码 | 分子计算、DNA计算 | 支持并行处理以适应高通量并行DNA合成和测序，密钥空间大，信息熵接近2，碱基变化率（NBCR）为75%，碱基平均变化强度（BACI）为42%，具有极强的抗恶意攻击能力 |
| 13 | 2026-10-01 |
The DNA-Based Disease Diagnosis Model With Strand Displacement Reaction
2026 May-Jun, IEEE transactions on computational biology and bioinformatics
DOI:10.1109/TCBBIO.2026.3671276
PMID:41790822
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研究论文 | 本文利用链置换反应构建了基于DNA的支持向量机模型，用于直接检测miRNA表达水平并实现疾病诊断 | 首次采用链置换反应实现DNA-based SVM模型，整合了加权求和、减法、信号恢复和报告四个功能模块，能够直接从生物样本中识别目标miRNA表达水平并实时驱动模型决策，实现分子层面的精确疾病分类 | 摘要中未提及模型的具体局限性 | 开发基于DNA的疾病诊断模型，实现分子层面的精确、智能和集成化疾病诊断方案 | miRNA表达水平、囊性黏液性和浆液性肿瘤、胶质瘤、透明细胞癌 | 机器学习 | 肺癌, 胶质瘤, 透明细胞癌 | 链置换反应, miRNA表达分析 | SVM | miRNA表达水平数据 | 摘要中未提及具体样本数量 | DNA | NA | DNA计算 | NA |
| 14 | 2026-09-30 |
Clustering and Principal Component Analysis as Distinct Computational Regimes of a Biologically Motivated Neural Circuit
2026-Aug-31, Brain sciences
IF:2.7Q3
DOI:10.3390/brainsci16090930
PMID:42793355
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研究论文 | 本文通过模拟和形式化分析，研究新皮层浅层神经回路中侧抑制的涌现操作，并证明该回路可根据局部反馈抑制强度执行聚类和主成分分析两种不同计算模式。 | 首次揭示聚类和主成分分析之间存在深层数学联系，且两者均可从一个统一的算法前体推导得出，而该前体直接源于详细的生物回路。 | 摘要中未明确提及研究的具体局限性。 | 探究生物动机神经回路（新皮层浅层侧抑制回路）的涌现计算功能及其数学基础。 | 新皮层浅层神经回路（侧抑制回路）及其兴奋-抑制相互作用。 | 计算神经科学, 机器学习 | NA | 模拟和形式化分析 | 生物动机神经回路模型 | 模拟数据, 生理激活模式 | NA | NA | NA | 神经计算 | NA |
| 15 | 2026-09-24 |
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 | 本文报道了一种概念验证计算机，其操作依赖于运动细菌探索编码子集和问题（SSP）算法的微流控网络，通过细菌自然繁殖实现计算能力的连续放大 | 该计算机以组合方式执行操作，利用细菌自然繁殖作为生物CPU，实现计算能力的持续放大，以无缝匹配问题规模；进行了缩放分析，确定了细菌生物计算有望超越电子计算机的临界点 | 目前仅为概念验证，尚未展示实际大规模应用；未提供具体实验数据或性能指标；微流控网络的设计和制造可能限制可扩展性 | 证明使用运动细菌探索微流控网络解决NP完全问题（子集和问题）的可行性，并分析其可扩展性 | 运动细菌（具体种类未指明）和编码子集和问题算法的微流控网络 | 生物计算 | NA | 微流控技术 | NA | NA | NA | 细菌 | 微流控网络编码算法（具体编码方案未指明） | 细菌计算 | 计算能力随细菌繁殖持续放大，可扩展至匹配问题规模；缩放分析表明存在超越电子计算机的临界点；具有低错误率、低能耗和指数增长的计算资源 |
| 16 | 2026-09-24 |
Polus: a context-aware enhancement framework for DNA storage via transformer-based soft-decision decoding
2026-08-03, Bioinformatics (Oxford, England)
DOI:10.1093/bioinformatics/btag563
PMID:42517819
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研究论文 | 本文提出了Polus，一个基于Transformer的软判决解码增强框架，无需修改编码器即可提高DNA存储的数字可靠性 | 提出SeqFormer，一种基于Transformer的信道模型，将序列上下文与质量信号协同结合生成校准的逐碱基置信度分数，将不确定的生化噪声转化为信息丰富的软删除；在不修改编码器的情况下显著提升主流DNA存储编解码器性能；提出定向重测序策略；构建九指标评估套件 | 主要在计算机模拟基准中进行验证，缺乏大规模湿实验验证 | 通过软判决解码提升DNA存储的数字可靠性，在不修改编码器的前提下改善存储效率和密度 | DNA存储系统中的编解码器和错误纠正方案 | DNA存储 | NA | DNA合成、DNA测序 | Transformer | 序列数据 | NA | DNA | DNA Fountain、Yin-Yang编解码器 | DNA计算 | DNA Fountain所需测序覆盖度降低38.9%，有效物理密度提高约80%；定向重测序策略开销比均匀加深少99.9% |
| 17 | 2026-09-22 |
Logic-Responsive Superspherical Nucleic Acid Enables Tumor-Specific Multiplexed Gene Silencing for Efficient Cancer Therapy
2026-Sep-21, Angewandte Chemie (International ed. in English)
DOI:10.1002/anie.7096315
PMID:42479910
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研究论文 | 本文描述了一种逻辑响应超球形核酸（SSNA），能实现对肿瘤特异性的多基因沉默，用于高效癌症治疗 | SSNA架构具有耐核酸酶的球形核酸核心，密集涂覆Y形DNA电路外壳，选择性响应APE1，实现肿瘤特异性多重基因沉默 | 未明确提及具体的局限性，如潜在的长期安全性或临床转化挑战 | 开发一种肿瘤特异性激活的多重基因沉默平台，用于精准癌症治疗 | MCF-7肿瘤细胞和小鼠MCF-7异种移植模型 | 癌症治疗，基因治疗，纳米技术 | 乳腺癌 | DNA电路，反义寡核苷酸，DNAzyme，球形核酸 | NA | 体外和体内实验数据 | 小鼠MCF-7异种移植模型（具体数量未提及） | DNA | NA | 分子计算 | NA |
| 18 | 2026-09-21 |
A double-key responsive TDNs-HC/Cas13a DNA circuit for free-amplified detection and precise imaging of miRNAs in living cell
2026-Nov-08, Analytica chimica acta
IF:5.7Q1
DOI:10.1016/j.aca.2026.346106
PMID:42763165
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研究论文 | 构建了一种基于DNA四面体纳米支架和CRISPR/Cas13a的DNA电路，用于活细胞内miRNA的无扩增检测和精确成像 | 利用DNA四面体作为纳米支架，整合了靶标识别模块、逻辑运算模块和信号输出模块，通过AND逻辑门机制实现双靶标识别和CRISPR/Cas13a协同信号放大，无需外部载体即可实现细胞内共递送 | 未明确提及 | 实现对活细胞内低表达miRNA的精确成像和无扩增检测 | miRNA-155和miRNA-21 | 生物传感 | 癌症 | CRISPR/Cas13a, DNA四面体纳米支架 | NA | 荧光信号 | NA | DNA | NA | DNA计算 | 检测限：miRNA-155为32 pM，miRNA-21为5 pM |
| 19 | 2026-09-21 |
An Analysis of the Governance, Ethical, Legal, and Social Implications of Biocomputing
2026-Jan-02, Science and engineering ethics
IF:2.7Q2
DOI:10.1007/s11948-025-00572-x
PMID:41483264
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综述 | 本文识别并分析了生物计算（biocomputing）带来的治理、伦理、法律和社会影响（GELSI），指出当前监管框架的不足，并建议采取专门的监管方法和国际合作 | 首次系统性地识别和分析生物计算所引发的GELSI问题，揭示了现有监管框架在应对大规模并行分子计算、生物安全风险、临床应用中的概率性错误管理、生物存储系统的可专利性以及自复制数据系统的所有权等方面的不足 | 作为一篇分析性文章，可能缺乏实证数据支持，且未提出具体的监管框架细节或实施路径 | 识别和分析生物计算带来的治理、伦理、法律和社会影响，并探讨现有监管框架的不足及改进方向 | 生物计算技术及其相关的治理、伦理、法律和社会影响 | 生物计算 | NA | DNA合成、蛋白质合成 | NA | NA | NA | DNA, 蛋白质 | NA | 分子计算, DNA计算, 蛋白质计算 | 可扩展性、能源效率、计算灵活性、信息存储潜力 |
| 20 | 2026-09-19 |
Label-free and enzyme-free fluorescent biosensor for ultrasensitive detection of tobramycin via cascade signal amplification
2026-Sep-17, Analytical methods : advancing methods and applications
IF:2.7Q1
DOI:10.1039/d6ay01366j
PMID:42578809
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研究论文 | 本研究开发了一种基于级联信号放大策略的无酶无标记荧光生物传感器，通过整合熵驱动DNA电路和催化发夹组装，实现对妥布霉素的超灵敏检测 | 首次将熵驱动DNA电路与催化发夹组装相结合构建级联信号放大策略，实现了无酶无标记的妥布霉素超灵敏荧光检测，检测限低至92 fM | 目前仅在牛奶样品中验证了实际应用性，尚未在临床样本或更复杂的食品基质中进行验证 | 开发一种简单、灵敏的无酶无标记荧光生物传感器用于妥布霉素的超灵敏检测，以应对其滥用带来的健康风险 | 妥布霉素（TOB）及其适配体，以及牛奶样品中的妥布霉素残留 | 生物传感器 | 肾脏疾病, 听力损失 | 荧光生物传感, 熵驱动DNA电路, 催化发夹组装, 适配体识别 | NA | 荧光信号 | 牛奶样品（具体数量未提及） | DNA | NA | DNA计算 | 检测限92 fM，线性范围3 pM至30 nM |