生物计算机与DNA存储相关文章
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当前共找到 61 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 | 2026-08-14 |
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 |
| 2 | 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 |
| 3 | 2026-08-13 |
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子集和问题的微流体网络来实现计算的概念验证，通过细菌自然增殖实现计算能力的持续放大 | 首次通过细菌在微流体网络中的自然增殖实现计算能力的组合式放大，使计算资源随问题规模无缝增长，并识别出超越电子计算机的临界点 | 未在本文中详细讨论实际大规模实现中的误差控制、硬件复杂性和长期稳定性等限制 | 验证细菌驱动的微流体网络生物计算能够解决NP完全问题，并展示其计算能力随问题规模增长的潜力 | 运动细菌（作为生物CPU）和编码子集和问题的微流体网络 | 生物计算 | NA | 微流体网络 | NA | 图像（微流体网络中的细菌运动） | NA | DNA | NA | 分子计算，DNA计算 | 计算能力、计算资源随问题规模增长、能量需求低 |
| 4 | 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 |
| 5 | 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% |
| 6 | 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 |
| 7 | 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 |
| 8 | 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） |
| 9 | 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% |
| 10 | 2026-07-30 |
Sandwich-type complex-activated DNA circuit for highly sensitive and versatile detection of protein biomarkers for monitoring bone health
2026-07-15, Analytica chimica acta
IF:5.7Q1
DOI:10.1016/j.aca.2026.345526
PMID:42108056
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research paper | 开发了一种三明治型复合激活DNA电路，用于高灵敏度和多功能检测蛋白质生物标志物，以监测骨骼健康 | 无需预先了解适配体结构信息或目标蛋白具有多个独立结合位点，利用硼亲和识别和正反馈DNA电路实现高灵敏荧光检测 | 未提供具体局限性信息 | 开发一种基于适配体的高灵敏度荧光生物传感方法，用于检测蛋白质生物标志物，特别是骨质疏松相关标志物 | 蛋白质生物标志物（骨桥蛋白和骨钙素）在血清样本中的检测 | natural language processing | osteoporosis | DNA电路、硼亲和识别、荧光检测 | NA | 荧光信号 | 血清样本（未说明具体数量） | DNA | NA | DNA computing | 检测限（0.289 pg/mL和0.127 pg/mL），选择性，血清性能 |
| 11 | 2026-07-27 |
A multiple-encrypted DNA device for secure communication
2026-Jul-03, Science advances
IF:11.7Q1
DOI:10.1126/sciadv.aef9101
PMID:42397898
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研究论文 | 开发了一种集成多种加密算法的DNA多层加密设备，用于安全通信 | 首次在单一DNA折纸通信工作流程中整合多种加密协议，利用DNA纳米结构的可寻址性创建纳米莫尔斯电码空间模式，并实现矩形与管状DNA纳米结构间的构象门控验证 | NA | 实现基于DNA纳米技术的安全通信，确保保密性、完整性和真实性 | DNA多层加密设备及其在安全通信中的应用 | 数字病理学 | NA | DNA折纸技术 | NA | 文本 | 传输消息“JUNE6 INVASION NORMANDY” | DNA | 纳米莫尔斯电码编码，对称加密，隐写术 | DNA计算 | 密钥空间为2，存储容量高，数据密度高 |
| 12 | 2026-06-05 |
DNA-based cooperative games: an interactive collective decision-making architecture
2026-03-04, Organic & biomolecular chemistry
IF:2.9Q1
DOI:10.1039/d6ob00124f
PMID:41697687
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研究论文 | 开发了一种基于DNA的多数决游戏架构，实现分子层面的交互式集体决策 | 提出三叉决策器（TDM），利用Exo λ的序列非特异性水解消除副产物，无需级联网络实现同步响应，并支持一票否决等高级博弈策略 | 可能面临信号衰减、异步性和正交性挑战，影响可扩展性和可靠性 | 构建可编程的多数决博弈平台，用于分子计算、多智能体交互和生物传感 | 基于DNA的分子决策系统 | 分子计算 | NA | DNA链置换，核酸外切酶Lambda水解 | 三叉决策器（Trident Decision Maker, TDM） | 分子信号 | NA | DNA | 多数决规则，正交序列设计 | DNA计算 | 可扩展性通过结构化编程和模块化扩展实现，支持多种博弈策略 |
| 13 | 2026-07-25 |
Biphasic Interfacial Transmission Enables DNA Storage in Liquid
2026-Jul-24, Small methods
IF:10.7Q1
DOI:10.1002/smtd.70866
PMID:42496584
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NA | NA | NA | NA | NA | NA | NA | NA | NA | NA | NA | NA | NA | NA | NA | NA |
| 14 | 2026-07-25 |
D2Sim: A Computational Simulator for Nanopore Sequencing based DNA Data Storage
2026-Jul-23, IEEE transactions on computational biology and bioinformatics
DOI:10.1109/TCBBIO.2026.3716589
PMID:42490283
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NA | NA | NA | NA | NA | NA | NA | NA | NA | NA | NA | NA | NA | NA | NA | NA |
| 15 | 2026-07-23 |
Logic-Responsive Superspherical Nucleic Acid Enables Tumor-Specific Multiplexed Gene Silencing for Efficient Cancer Therapy
2026-Jul-21, Angewandte Chemie (International ed. in English)
DOI:10.1002/anie.7096315
PMID:42479910
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研究论文 | 描述了一种逻辑响应型超球状核酸，能够实现肿瘤特异性多重基因沉默，用于高效癌症治疗 | 首次将Y形DNA电路壳与球状核酸核心结合，构建出对肿瘤细胞质中过表达的APE1生物标志物选择性响应的超球状核酸，实现按需激活和可控释放，从而在肿瘤部位特异性沉默多个靶向基因 | 该研究未提及潜在的脱靶效应评估和长期安全性数据，且仅在MCF-7小鼠异种移植模型中验证，缺乏更广泛的肿瘤模型和临床前验证 | 开发一种能实现肿瘤特异性多重基因沉默的新型核酸平台，以克服基因靶向治疗中的脱靶毒性和肿瘤异质性 | MCF-7乳腺癌细胞及小鼠异种移植模型中的TK1和survivin基因 | 数字病理学 | 肺癌 | DNA折纸术、RNA酶切 | Y形DNA电路壳、球状核酸 | 图像 | NA | DNA | NA | 分子计算 | NA |
| 16 | 2026-07-23 |
Localized Dual-Cycle Amplification Integrating Entropy-Driven Reaction and Catalytic Hairpin Assembly for miRNA Imaging in Living Cells and Tissues
2026-05-12, Analytical chemistry
IF:6.7Q1
DOI:10.1021/acs.analchem.5c06796
PMID:42041286
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研究论文 | 提出一种局部双循环扩增系统，整合熵驱动反应和催化发夹组装，用于活细胞和组织中miRNA成像 | 创新性地开发了局部双循环扩增系统，通过双纳米球平台功能化EDR和CHA单元，在空间上限制反应组分，显著提升灵敏度和反应动力学，无需转染试剂即可实现高效细胞摄取 | 未提及 | 开发一种高灵敏、快速响应的细胞内miRNA检测方法，用于癌症诊断 | 细胞内miR-155、癌细胞与正常组织样本 | 分子影像 | 癌症 | 熵驱动DNA电路反应、催化发夹组装 | NA | 荧光信号数据 | 临床组织和活细胞样本 | DNA | NA | DNA计算 | 检测限1.42 pM，体外反应信号平台在15分钟内达到 |
| 17 | 2026-07-17 |
Random access elevates DNA from a storage medium to a storage system
2026-Jul-14, Trends in biotechnology
IF:14.3Q1
DOI:10.1016/j.tibtech.2026.06.020
PMID:42448528
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综述 | 综述了DNA作为存储介质向存储系统发展过程中，随机存取技术的研究进展与挑战 | 系统总结了基于PCR索引、杂交辅助检索和电控寻址等随机访问方法的最新进展，并指出了实现大规模DNA数据存储系统的关键瓶颈 | 引物容量有限、扩增偏差和分子串扰等问题仍限制大规模实施 | 实现高效可靠的大规模DNA数据存储系统 | DNA随机存取技术及其在存储系统中的应用 | 分子计算 | NA | PCR索引、杂交辅助检索、电控寻址 | NA | NA | NA | DNA | NA | DNA计算 | 存储容量、数据密度、访问时间、错误率、耐久性 |
| 18 | 2026-07-17 |
Autocatalytic DNA cascade circuits via split-triggered recombination for ultrasensitive programmable nucleic acid detection
2026-Jul-07, Talanta
IF:5.6Q1
DOI:10.1016/j.talanta.2026.130262
PMID:42447590
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研究论文 | 通过分裂触发重组实现的自催化DNA级联电路用于超灵敏可编程核酸检测 | 本文建立了一种等温自催化DNA电路，结合了自催化发夹组装（ACHA）转换器和自催化杂交链式反应（AHCR）放大，用于miRNA-21的灵敏检测，实现了指数级信号放大 | 本文未明确提及局限性 | 实现微量核酸的超灵敏检测，应用于癌症临床诊断和治疗指导 | miRNA-21 | 分子传感 | 癌症 | 自催化DNA级联电路 | NA | 荧光信号 | 人血清样本 | DNA | NA | DNA计算 | 检测限33.4 fM，指数级放大效率 |
| 19 | 2026-07-17 |
DNA Condensates Enable Crosstalk-Free Operation of Identical DNA Computing Cascades
2026-May-25, Angewandte Chemie (International ed. in English)
DOI:10.1002/anie.5954994
PMID:42007506
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研究论文 | 利用DNA凝聚体作为隔间，使相同序列的DNA链置换反应网络在无串扰下并行运行 | 提出使用具有可寻址条形码的液态DNA凝聚体来约束DNA链置换反应网络，实现近乎相同电路的选择性并行操作，避免同质溶液中的串扰 | 未在摘要中明确说明局限性 | 增强DNA链置换网络设计的模块化和可扩展性，实现更复杂的功能 | DNA链置换反应网络及其在凝聚体中的并行操作 | 分子计算 | NA | DNA链置换反应 | NA | 分子信号 | NA | DNA | 可寻址条形码 | DNA计算 | 模块化集成能力，并行操作数量，无串扰性 |
| 20 | 2026-07-15 |
Gungnir codec enabling high error-tolerance and low-redundancy DNA storage through substantial computing power
2026-Apr-04, Nature communications
IF:14.7Q1
DOI:10.1038/s41467-026-71485-x
PMID:41932957
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研究论文 | 介绍了一种名为Gungnir的编解码系统，利用工作量证明思想解决DNA存储中的错误问题，并实现高容错与低冗余 | 首次将工作量证明思想应用于DNA存储编解码，仅需单序列副本即可从含20%错误碱基的序列中完全恢复二进制数据，显著降低了冗余需求和成本 | 未明确说明实验验证结果，仅基于计算机模拟评价 | 开发一种高容错、低冗余的DNA存储编解码系统，降低整体存储成本 | DNA存储系统中的错误纠错和编解码方法 | 计算机视觉, 自然语言处理, 机器学习, 数字病理学, ... | NA | DNA合成、纳米孔测序 | NA | 遗传序列数据 | NA | DNA | 哈希签名、工作量证明 | DNA计算 | 存储容量（比特、字节、千兆字节、太字节） |