生物计算机与DNA存储相关文章
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当前共找到 49 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 | 2026-07-01 |
Streamlined Dual-Readout HPV-16 DNA Sensor Empowered by the Intrinsic Colorimetric and Electrochemiluminescent Activities of Nanocrystalline PCN-224
2026-Jun-30, Analytical chemistry
IF:6.7Q1
DOI:10.1021/acs.analchem.6c02325
PMID:42299806
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研究论文 | 利用纳米晶PCN-224的固有比色和电化学发光活性，开发了一种双读出HPV-16 DNA传感器 | 充分挖掘金属有机框架（MOF）内在的催化活性和发光特性，避免传统修饰策略的稳定性问题，实现高度集成的双功能传感 | 未提及具体局限性 | 简化家居筛查与实验室诊断的整合流程，开发稳健且灵敏的HPV-16 DNA检测方法 | 人乳头瘤病毒16型（HPV-16）DNA | 生物传感器 | 宫颈癌相关病毒感染 | 比色检测、电化学发光 | NA | 光信号、电化学信号 | 未明确提及样本量 | NA | NA | NA | 视觉检测限1.58 nM，电化学发光线性范围0.1 nM至10 μM |
| 2 | 2026-06-29 |
Entropy-drive DNA circuit coupled with no-promoter rolling circle transcription to synthesize fluorescent gold nanoclusters for label-free detection of breast cancer biomarkers
2026-Feb-21, Mikrochimica acta
DOI:10.1007/s00604-026-07921-y
PMID:41721123
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研究论文 | 开发了一种结合熵驱动DNA电路和无启动子滚环转录的级联放大策略，用于无标记检测乳腺癌生物标志物miRNA-21 | 设计了自折叠成哑铃结构的单链DNA探针，同时作为EDC产物和转录模板，防止序列交叉并消除启动子依赖性，并结合荧光金纳米簇实现高灵敏检测 | 未明确讨论该方法在临床应用中的潜在干扰或长期稳定性 | 实现高灵敏、特异性且无标记的miRNA检测，用于癌症诊断 | miRNA-21作为乳腺癌生物标志物 | 数字病理学 | 乳腺癌 | 滚环转录、荧光金纳米簇合成 | NA | NA | 复杂生物样本中的总RNA提取物，用于区分癌细胞与正常细胞 | RNA, DNA | NA | NA | 检测限9.6 pM，单碱基错配特异性 |
| 3 | 2026-06-28 |
Bio-inspired approaches to in vivo DNA data storage systems
2026-Jun-26, Materials horizons
IF:12.2Q1
DOI:10.1039/d6mh00728g
PMID:42359515
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综述 | 系统概述了受生物启发的体内DNA数据存储系统，聚焦于基于合成信息和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，通过模拟遗传记忆和刺激响应行为构建自适应自主存储架构，并综述了功能性整合如动态数据更新、加密和逻辑运算 | 当前面临存储密度、编辑效率和细胞稳定性方面的挑战 | 系统总结体内DNA数据存储的发展，并展望下一代DNA存储平台 | 基于细胞的DNA数据存储系统 | 自然语言处理 | NA | DNA编码、细胞自我复制、实时DNA写入 | NA | NA | NA | DNA | DNA编码 | 分子计算 | 存储密度（TB级）、数据持久性、编辑效率、细胞稳定性 |
| 4 | 2026-06-26 |
DNA Condensates Enable Crosstalk-Free Operation of Identical DNA Computing Cascades
2026-05-25, Angewandte Chemie (International ed. in English)
DOI:10.1002/anie.5954994
PMID:42007506
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研究论文 | 提出利用液态DNA凝聚体作为可寻址微室，实现相同DNA计算级联的无串扰并行操作 | 利用具有可寻址条形码的液状DNA凝聚体限制DNA链置换反应网络，通过转导模块实现相同序列设计的电路在不同隔室中正交执行，消除同质溶液中的串扰问题 | NA | 提升DNA链置换反应网络的模块化和可扩展性，实现复杂并行分子计算功能 | DNA冷凝物和DNA链置换反应网络 | 分子计算 | NA | DNA链置换反应 | DNA计算级联 | 分子信号 | NA | DNA | 可寻址条形码编码 | DNA计算 | 模块化集成能力，并行操作能力，串扰消除效率 |
| 5 | 2026-06-26 |
Microelectrode Arrays Technology for Brain-on-a-Chip Applications
2026-May-23, Biosensors
DOI:10.3390/bios16060305
PMID:42345861
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综述 | 系统综述用于脑-芯片系统的微电极阵列技术 | 全面评估了平面和3D柔性微电极阵列技术，强调从被动平面电极到高密度有源CMOS和TFT基阵列的转变，以及内源性整合和外源性包裹策略 | 未来技术发展需解决可扩展性瓶颈、长期稳定性等问题，并整合人工智能 | 回顾和展望微电极阵列在脑-芯片应用中的技术要求和发展方向 | 微电极阵列技术用于脑-芯片（BOC）系统 | 数字病理学 | NA | 微电极阵列、CMOS、TFT、微流控、光电子、电化学传感器 | NA | 电生理数据 | NA | NA | NA | 生物计算 | 可扩展性瓶颈、长期稳定性、数据密度、访问时间、错误率、耐久性 |
| 6 | 2026-06-24 |
Multiple DNA cycle amplification-assisted one-pot isothermal Cas12a for ultrasensitive nucleic acid detection
2026-Jun-22, Biosensors & bioelectronics
IF:10.7Q1
DOI:10.1016/j.bios.2026.118953
PMID:42330669
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研究论文 | 开发了一种整合CHA、RCA和CRISPR-Cas12a的多层DNA电路，实现一锅法等温超灵敏核酸检测 | 首次将催化发夹组装、滚环扩增与CRISPR-Cas12a结合构建自增强级联放大回路，并实现三模态信号读出（荧光、比色、光热） | 未明确说明对复杂临床样本的检测性能及长期稳定性 | 实现快速、超灵敏、多模态的核酸检测，适用于即时检测场景 | SARS-CoV-2的S基因和N基因 | 分子检测 | COVID-19 | CRISPR-Cas12a, 催化发夹组装, 滚环扩增 | NA | 荧光信号, 比色信号, 光热信号 | 未明确说明样本数量 | DNA | NA | DNA计算 | 检测限62 aM和58 aM，检测时间20-120分钟 |
| 7 | 2026-06-20 |
Modeling DNA storage retrieval reliability via sequencing coverage depth
2026-May-04, Briefings in bioinformatics
IF:6.8Q1
DOI:10.1093/bib/bbag303
PMID:42319256
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研究论文 | 通过测序覆盖深度建模DNA存储检索可靠性 | 开发了非均匀覆盖深度分析框架，利用对数正态分布建模聚合酶链反应和测序数据的信道非均匀性，并提出了两种互补理论（优惠券收集问题和关键分位数理论）来估计检索可靠性 | 未提及具体局限性 | 量化测序覆盖深度对DNA存储检索可靠性和测序效率的影响 | DNA存储系统中的聚合酶链反应和测序数据信道 | 数字病理学 | NA | 聚合酶链反应、测序 | 对数正态分布模型 | 测序数据 | NA | DNA | NA | 分子计算 | 存储容量、测序覆盖深度、检索可靠性、测序效率 |
| 8 | 2026-06-18 |
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 | 提出一种局域化双循环扩增系统，集成熵驱动反应和催化发夹组装，用于活细胞和组织中miRNA成像 | 创新点在于将局域化熵驱动DNA电路反应与催化发夹组装相结合，形成双纳米球平台，实现敏感到1.42 pM的检测极限，并在15分钟内达到信号平台，无需转染试剂即可高效细胞摄取 | 主要局限在于当前研究未充分探索该技术在复杂生物样本中的长期稳定性及多靶点检测能力 | 提升细胞内miRNA检测的灵敏度、特异性和细胞实用性，用于癌症诊断和治疗监测 | 细胞内miR-155在活细胞和临床组织中的成像 | 生物化学、分子生物学 | 癌症 | 局域化熵驱动DNA电路反应、催化发夹组装 | NA | 荧光成像数据 | 活细胞和临床组织样本 | DNA | NA | DNA计算 | 检测灵敏度1.42 pM，反应时间15分钟 |
| 9 | 2026-06-16 |
Programmable Chimeric Antigen Receptor T Cell Circuits With DNA Computing for Precision Tumor Therapy
2026-06-08, Angewandte Chemie (International ed. in English)
DOI:10.1002/anie.9420497
PMID:42051201
|
研究论文 | 开发了一种DNA逻辑CAR系统，通过DNA计算实现可编程靶向和精确消融肿瘤 | 首次利用HaloTag作为细胞外结构域进行DNA偶联，通过DNA逻辑计算控制肿瘤靶向适配体组装，实现通用和组合抗原识别 | 未提及长期安全性、体内稳定性和潜在免疫原性 | 开发可编程的CAR-T细胞电路用于精准肿瘤治疗 | 嵌合抗原受体T细胞（CAR-T细胞） | 数字病理学 | 肿瘤 | DNA计算 | DNA逻辑门（AND、OR、INHIBIT） | NA | 小鼠模型 | DNA | 布尔逻辑编码 | DNA计算 | NA |
| 10 | 2026-06-11 |
High-Fidelity Data Retrieval from Synthetic DNA Pools via Machine Learning Model
2026-May, Small (Weinheim an der Bergstrasse, Germany)
DOI:10.1002/smll.202509522
PMID:41797673
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研究论文 | 通过机器学习模型实现从合成DNA池中高保真检索数据 | 利用机器学习模型学习核苷酸序列识别特异性，超越了传统热力学杂交原理，实现了高达292倍的信噪比提升 | 未明确说明 | 解决DNA数据存储中从复杂DNA混合物中选择性检索特定数据的高保真问题 | 合成DNA池中的锁序列和互补钥匙序列 | 机器学习 | NA | 等温DNA存储、机器学习模型训练 | 机器学习模型（未具体说明） | 合成DNA序列数据 | 12,000个不同的8核苷酸锁序列 | DNA | NA | DNA计算 | 存储容量高、信息密度大、长期稳定性、信噪比提升292倍 |
| 11 | 2026-06-10 |
Electrochemically activated DNA circuit for the amplified and accurate biosensing of cancer cells
2026-Jun-05, Biosensors & bioelectronics
IF:10.7Q1
DOI:10.1016/j.bios.2026.118907
PMID:42259088
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研究论文 | 利用电化学激活DNA电路实现癌细胞扩增与精准生物传感 | 提出电化学激活DNA电路作为信号生成模块，结合点击化学与级联组装，实现信号放大和强稳定性 | 未提及长期稳定性测试或临床样本大范围验证 | 开发新型适体-电化学生物传感方法，用于癌细胞的高灵敏度和高特异性检测 | 乳腺癌细胞MDA-MB-231、HER-2阳性BT-474和MDA-MB-453细胞 | 数字病理学 | 乳腺癌 | 电化学生物传感 | NA | NA | 线性范围5-10个细胞，检出限4.2个细胞，加标回收率95.0%-106.2% | DNA | NA | NA | 检测限低至4.2个细胞，信号稳定性好，通用性强 |
| 12 | 2026-06-10 |
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 | 利用链置换反应构建基于DNA的疾病诊断模型，实现靶miRNA表达水平的直接识别与疾病状态并行分类 | 提出基于DNA链置换反应的支持向量机模型，将加权求和、减法、信号恢复和报告四个功能模块集成于DNA分子层面，实现高精度并行疾病诊断 | 未提及模型的长期稳定性、可扩展性及临床样本验证的局限性 | 开发一种基于DNA计算的疾病诊断模型，利用miRNA作为生物标志物实现精准分类 | miRNA表达水平及三种疾病状态（囊性/黏液性/浆液性肿瘤、胶质瘤、透明细胞癌） | 机器学习 | 囊性/黏液性/浆液性肿瘤、胶质瘤、透明细胞癌 | 链置换反应 | 支持向量机 | 基因表达数据 | NA | DNA | NA | DNA计算 | 诊断准确率：CMSN 98.54%，胶质瘤 99.46%，CCC 97.81% |
| 13 | 2026-06-08 |
CRISPR/Cas12a platform activated by a protospacer adjacent motif-engineered DNA circuit for specific target sensing
2026-Feb-19, Analytical methods : advancing methods and applications
IF:2.7Q1
DOI:10.1039/d5ay02079d
PMID:41648912
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研究论文 | 开发了一种由原型间隔序列邻近基序（PAM）工程化DNA电路激活的CRISPR/Cas12a平台，用于特异性目标传感 | 提出一种两阶段信号放大机制，通过PAM工程化DNA电路激活CRISPR/Cas12a，实现对非核酸靶标的高灵敏度检测，检测限低至亚飞摩尔级别 | 未明确说明局限性，可能包括对多种靶标的通用性需进一步验证 | 建立一种通用的传感平台，用于检测包括核酸、酶和小分子在内的多种靶标，推动分子诊断、食品安全评估和环境监测的发展 | 循环肿瘤DNA（ctDNA）、尿嘧啶-DNA糖苷酶（UDG）和啶虫脒（ACE） | 分子诊断 | 肺癌（通过ctDNA推断） | PAM工程化DNA电路，CRISPR/Cas12a系统 | NA | 靶标浓度数据 | 实际样本用于定量检测（具体数量未提及） | DNA | NA | 分子计算 | 检测限：ctDNA为0.023 fM，UDG为0.00004 U/mL，ACE为0.12 fM |
| 14 | 2026-06-07 |
Highly Secure In Vivo DNA Data Storage Driven by Genomic Dynamics
2026-Feb, Advanced science (Weinheim, Baden-Wurttemberg, Germany)
DOI:10.1002/advs.202514565
PMID:41588883
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研究论文 | 提出一种利用基因组动态特性的体内DNA数据存储安全范式 | 整合计算与生物系统，通过基因调控网络或完整基因组构建动态编码表，密钥空间扩大超过100个数量级 | 未明确讨论大规模实际部署时的性能瓶颈或通用性限制 | 实现高安全性的体内DNA数据存储 | 数字文件在微生物系统中的加密、存储与解密 | 计算机科学 | 不适用 | DNA编码、计算与计算操作 | 不适用 | 数字文件 | 100代复制后的数据恢复测试 | DNA | 动态编码表 | DNA计算 | 信息密度、密钥空间大小、数据恢复率（100代复制后100%恢复） |
| 15 | 2026-06-07 |
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 | 开发了一种在塑料表面通过点击化学共价连接DNA分子，实现重复和顺序单分子测序的方法 | 首次展示了基于塑料表面的DNA存储介质，具有长期稳定性和多次顺序读取不同DNA文件组的能力，并比较了PCR与RPA在连续检索中的性能表现 | 概念验证阶段，未提及大规模数据存储的实际容量和长期稳定性测试数据 | 开发一种可重复、非破坏性检索和测序的DNA存储系统 | 合成DNA序列编码的任意数据 | DNA存储与测序 | NA | 点击化学、PCR、重组酶聚合酶扩增（RPA）、单分子测序 | NA | DNA序列 | 合成DNA分子，具体数量未说明 | DNA | NA | DNA计算 | 存储容量（未指定）、数据密度、检索次数、污染率、产量 |
| 16 | 2026-06-06 |
Engineering a flat-lying three-stranded duplex probe for catalytic DNA circuit toward enhanced electrochemical biosensing
2026-Aug, Bioelectrochemistry (Amsterdam, Netherlands)
DOI:10.1016/j.bioelechem.2026.109230
PMID:41570539
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研究论文 | 本文报道了一种利用平躺式三链双链探针构建催化DNA电路的电化学生物传感器策略，实现了高灵敏、高效率的DNA检测 | 创新设计了具有内部硫醇基团的三链双链探针，使其采用平躺式固定取向，相比传统直立式探针，提供了更易接近的界面和更稳定的组装密度，无需复杂的密度优化过程 | 未提及在复杂生物基质中长时间稳定性或与其他传感平台集成的潜在限制 | 开发一种新型、简便的探针设计和固定范式，以提高电化学DNA生物传感器的灵敏度和效率 | 电化学DNA生物传感器中的核酸探针设计和固定方法 | 电化学生物传感 | NA | 电化学传感 | NA | 电化学信号 | 使用稀释血清进行目标检测验证 | DNA | NA | NA | 检测限244 fM，反应时间1.5小时内完成 |
| 17 | 2026-06-06 |
Stimulus-Responsive NOT Gate for Single-Rail DNA Logic Circuits and Biosensing
2026-Feb-03, ACS nano
IF:15.8Q1
DOI:10.1021/acsnano.5c17487
PMID:41575263
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研究论文 | 开发光学和热控NOT门，实现单轨DNA逻辑电路与生物传感应用 | 首次实现单轨DNA逻辑电路中的NOT门，避免传统双轨架构的复杂性和泄漏风险 | 依赖外部光学和热控制，可能限制在复杂生物环境中的实用性与响应速度 | 设计和验证刺激响应型NOT门，以增强DNA逻辑电路的可扩展性和生物传感能力 | DNA分子逻辑门及其在多层计算网络和生物传感中的应用 | 分子计算 | NA | DNA逻辑电路 | NOT门 | NA | NA | DNA | 单轨编码 | DNA计算 | 可扩展性通过多层计算网络验证，具有直接生物环境转化潜力 |
| 18 | 2026-06-05 |
Amplification-free one-pot RNA detection by pairing CRISPR-Cas13a with cascade amplification circuit-driven DNAzyme (RAPID)
2026-Mar-15, Analytica chimica acta
IF:5.7Q1
DOI:10.1016/j.aca.2026.345138
PMID:41663226
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研究论文 | 开发了一种无需扩增的RNA检测平台RAPID，结合CRISPR-Cas13a与级联放大电路驱动的DNAzyme，实现快速、等温、一管式检测 | 首次将CRISPR-Cas13a与立足点介导的链置换DNA电路集成，实现无逆转录和热循环的等温RNA检测，避免核酸交叉污染，并兼容荧光和侧流层析两种读数方式 | 未明确说明实际样本中的复杂基质干扰及长期稳定性数据 | 开发适用于即时检测或资源有限环境的快速、准确、可编程RNA检测平台 | 细菌（苍白密螺旋体、淋病奈瑟菌）和病毒（单纯疱疹病毒）RNA靶标 | 分子诊断 | 感染性疾病 | CRISPR-Cas13a, 立足点介导链置换DNA电路 | NA | NA | 临床样本：淋病奈瑟菌检测与临床诊断高度一致 | DNA, RNA | NA | DNA计算 | 检测灵敏度：5 fM/反应；检测时间：30分钟；操作温度：37°C |
| 19 | 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 |
| 20 | 2026-06-04 |
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 | 提出了一种名为Gungnir的编解码系统，利用工作量证明思想实现高容错和低冗余的DNA存储 | 引入工作量证明思想解决DNA存储中的替换、插入和删除错误，不需要大量冗余序列副本或高覆盖度测序即可实现高容错性能 | 需要大量计算资源来匹配哈希签名，可能在实际应用中面临计算成本挑战 | 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存储中的数据编解码和错误校正方法 | 数字病理学 | NA | DNA存储，纳米孔长读长测序 | NA | 二进制数据 | NA | DNA | 哈希签名，工作量证明编码 | DNA计算 | 存储容量（比特），数据密度，错误率，耐久性 |