生物计算机与DNA存储相关文章

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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
21 2026-09-12
Catalytic BiFeO3/g-C3N4 Heterojunction Nanosheets Coupled with DNAzyme/Low-Leakage Sequential DNA Circuit for Ultrasensitive Electrochemical Aptamer-Based Detection of Colorectal Cancer Exosomes
2026-09-01, Analytical chemistry IF:6.7Q1
研究论文 本文报道了一种超灵敏电化学适配体传感器,通过整合适配体邻近连接、DNAzyme步行器、低泄漏顺序DNA电路与BiFeO3/g-C3N4异质结纳米片,实现结直肠癌外泌体的超灵敏检测 将催化性BiFeO3/g-C3N4异质结纳米片与DNAzyme/低泄漏顺序DNA电路耦合,通过双适配体识别、DNAzyme步行器和预封闭的ISD电路实现多级信号放大,显著降低背景泄漏并提高检测灵敏度 摘要中未明确提及该研究的局限性 开发一种超灵敏电化学适配体传感器,用于结直肠癌外泌体的早期诊断和液体活检 SW620细胞来源的外泌体(SW620-Exo)及稀释人血清中的外泌体 生物传感器、电化学生物分析 结直肠癌 电化学适配体传感、DNAzyme步行器、杂交链式反应(HCR)、顺序DNA电路、催化纳米材料(BiFeO3/g-C3N4异质结纳米片) NA 电化学信号、核酸序列数据 SW620-Exo浓度范围1 × 10^2至1 × 10^8 particles/mL,检测限为119 particles/mL,并在稀释人血清中进行检测 DNA NA 分子计算、DNA计算 线性响应范围1 × 10^2至1 × 10^8 particles/mL,检测限119 particles/mL
22 2026-09-12
Enzymatic Ligation-Enhanced Catalytic Hairpin Assembly for Accelerated Kinetics with Restricted Leakage
2026-08-25, Analytical chemistry IF:6.7Q1
研究论文 本文系统表征了酶连接增强的催化发夹组装(CHAC)的动力学和背景泄漏行为,并将其与切口增强滚环扩增(NickRCA)结合构建了检测mecA基因的光磁生物传感器 首次系统表征了CHAC的动力学和泄漏行为,发现T4 DNA连接酶增强产物积累且抑制非特异性泄漏,并提出了共价环化和非共价双链结合的双重机制 未明确说明该传感器在实际临床样本中的验证情况,以及对其他靶标通用性的实验证据有限 探究连接酶反应如何重塑焓驱动的DNA电路,并利用CHAC的增强动力学和受限泄漏构建高灵敏生物传感器 CHAC DNA电路、mecA基因、耐甲氧西林金黄色葡萄球菌 生物传感器 细菌感染 催化发夹组装、酶连接、滚环扩增、光磁检测 NA 荧光信号、光磁信号 NA DNA NA DNA计算 NA
23 2026-09-12
Spatially Confined Microreactors via Evaporation-Induced Liquid-Liquid Phase Separation for Integrated Bacterial Detection and Elimination
2026-08-25, Analytical chemistry IF:6.7Q1
研究论文 本文报道了一种蒸发驱动的液-液相分离微反应器,用于细菌的集成检测与消除 利用蒸发诱导液-液相分离构建空间限域微反应器,结合熵驱动DNA电路和轻量深度学习模型实现细菌的灵敏检测与光热消除一体化 未明确说明该平台在复杂实际样本中的长期稳定性及大规模制备的可重复性 在微尺度上构建限域反应环境以提升生物分析系统在复杂条件下的性能 细菌(多种细菌的检测与消除) 生物传感与生物分析 细菌感染 蒸发诱导液-液相分离、熵驱动DNA电路、荧光成像、光热治疗 轻量深度学习模型 荧光图像 检测限为1.41 CFU/mL NA NA NA 检测限1.41 CFU/mL,微尺度限域反应增强局部浓度与反应速率
24 2026-09-09
Interrogating functional connectivity of in vitro neural glia tissue model modulated through integrative control of matrix stiffness and a neurotrophic factor
2026-Mar, Biomaterials IF:12.8Q1
研究论文 本研究探讨了基质刚度与神经营养因子调控下,干细胞分化的神经元形态(特别是树突分支)如何影响神经网络的 functional connectivity 和电生理功能 首次证明了干细胞分化的神经元中,树突分支复杂度比神经突长度更能决定功能连接密度与强度,并利用图论分析钙活动构建功能连接图 未明确提及 验证神经突长度、分支或两者是否调控干细胞分化神经网络的功能连接性 小鼠皮层神经干细胞(NSCs)分化的神经元网络 神经科学,生物计算 未涉及 干细胞分化、基质刚度调控、钙成像 图论分析方法(基于MATLAB) 钙成像图像数据 未明确样本量,涉及不同刚度(50 Pa 和 100 Pa)及有无bFGF的基质条件 NA NA 分子计算 NA
25 2026-09-06
Entropy-driven assembly of DNA networks coupled with polarity-flipping effect: PEC-CL dual-mode synergy for ultrasensitive detection of Staphylococcus aureus
2026-Dec-01, Biosensors & bioelectronics IF:10.7Q1
研究论文 开发了一种基于熵驱动DNA网络自组装和光电极性反转协同机制的双模式生物传感器,用于超灵敏检测金黄色葡萄球菌。 创新性地将熵驱动DNA网络自组装与光电化学极性反转相结合,实现双模式信号正交验证,提高检测灵敏度和信噪比。 文献中未提及明显局限性,但可能面临实际样品中复杂基质的干扰以及传感器长期稳定性等挑战。 实现食品中病原体(金黄色葡萄球菌)的快速、灵敏、准确检测,以预防食源性疾病爆发。 金黄色葡萄球菌(S. aureus) 生物传感器 食源性疾病 熵驱动DNA网络自组装、光电化学检测、比色法 不适用 信号数据(光电化学信号和比色信号) 检测范围为1至1×10 CFU/mL的S. aureus样品 DNA 不适用 DNA计算 检测限:光电化学模式为1.11 CFU/mL,比色模式为2.03 CFU/mL;线性范围1-1×10 CFU/mL
26 2026-09-06
Responsive reconstruction-driven autocatalysis DNA circuit for efficient and amplifiable electrochemical biosensing
2026-Dec-01, Biosensors & bioelectronics IF:10.7Q1
研究论文 提出了一种响应性重构驱动的自催化DNA电路,用于高效、可放大的电化学生物传感,实现对17β-雌二醇的超灵敏检测 通过重构机制再利用废弃的中间链,实现链利用率最大化、减少空间位阻并加速反应动力学,从而显著提高检测灵敏度 摘要中未提及明确的局限性 构建一种高效、无酶、可放大的电化学生物传感器,用于痕量环境污染物和生物分子的检测 17β-雌二醇(E2)作为靶标配体,以及相关的适配体和DNA链 电化学生物传感 不适用 电化学检测技术 不适用 电化学信号数据 未明确提及样本数量 DNA 链置换反应和自催化放大机制 DNA计算 检测限为16.6 fM,表明高灵敏度,但未提供其他可扩展性指标
27 2026-09-05
Logic-gated fluorescent biosensor integrating aptamer recognition and oxidative cleavage-responsive DNA circuit for myeloperoxidase detection
2026-02-02, Journal of translational medicine IF:6.1Q1
研究论文 本文报道了一种逻辑门控的荧光生物传感器,该传感器整合适体识别和氧化裂解响应性DNA电路,用于髓过氧化物酶的检测 提出了一种双锁DNA生物传感平台,通过适体介导的分子识别和次氯酸触发的氧化裂解,实现对MPO蛋白表达和酶活性的同时严格评估,采用AND逻辑门配置抑制假阳性 摘要中未提及局限性 开发一种能够同时定量检测蛋白酶含量和功能活性的分析工具,以推进临床诊断和病理研究 髓过氧化物酶(MPO)及其在复杂生物样本中的检测 生物传感器、分子诊断 炎症相关疾病(如心血管疾病、慢性炎症) 适体识别、氧化裂解、催化发夹组装(CHA)、荧光信号放大 DNA电路(非神经网络模型) 荧光信号数据 复杂生物样本包括血清、唾液和细胞裂解液(具体数量未提及) DNA 不适用 DNA计算(逻辑门控) 信号放大能力、特异性、抗干扰性(具体量化指标未提及)
28 2026-08-29
DNA Condensates Enable Crosstalk-Free Operation of Identical DNA Computing Cascades
2026-05-25, Angewandte Chemie (International ed. in English)
研究论文 本研究提出利用具有可寻址条形码的液状DNA凝聚体来限制DNA链置换反应网络,实现相同序列设计的电路在不同隔室中并行、无串扰操作 通过DNA凝聚体和转导模块实现相同序列DNA计算级联的并行无串扰运行,增强模块化和可扩展性 未明确说明局限性,可能涉及凝聚体稳定性或实际应用中的复杂度 提升DNA链置换反应网络的模块化、可扩展性和并行操作能力,避免串扰 DNA链置换反应网络和DNA凝聚体 分子计算 NA DNA链置换反应 NA NA NA DNA 条形码编码 DNA计算 并行操作能力、模块化、可扩展性、无串扰性
29 2026-08-28
Triply activated localized DNA circuit based on dual enzyme-guaranteed and analyte-stimulated strategy for robust tumor-cell-specific microRNA imaging
2026-10-08, Analytica chimica acta IF:5.7Q1
研究论文 本文开发了一种基于双重酶保证和分析物刺激策略的三重激活局部催化发夹组装电路,用于肿瘤细胞特异性microRNA成像 通过整合内源性UDG和APE1双重酶识别/切割位点实现三重激活,减少信号泄漏并提高肿瘤细胞特异性 未提及局限性 实现稳健的肿瘤细胞特异性microRNA成像,用于临床诊断和生物医学应用 肿瘤细胞中的microRNA 分子诊断 肿瘤 局部催化发夹组装(LCHA)电路 无特定模型(基于核酸电路) 图像(荧光成像) 未提及 DNA 无特定编码方案 DNA计算 未提及
30 2026-08-28
Guanine-Locked DNA Circuit Drives Homogeneous Coupling of Catalytic Hairpin Assembly and dCTP-Free Rolling Circle Amplification
2026-Aug-27, Small (Weinheim an der Bergstrasse, Germany)
研究论文 本文报道了一种鸟嘌呤锁定的DNA电路,可抵抗聚合酶介导的副反应,实现催化发夹组装与无dCTP滚环扩增的均相偶联,用于光磁生物传感检测灰葡萄孢DNA 通过鸟嘌呤锁定机制抑制聚合酶的聚合/外切活性,解决了发夹级联与DNA聚合酶不兼容的问题,实现了均相一锅等温操作 摘要未提及明显局限性 解决发夹级联与DNA聚合酶之间的不兼容性,提供一种无串扰的均相核酸电路通用策略 灰葡萄孢DNA,感染玫瑰花瓣样本 分子诊断,生物传感 植物病害(灰葡萄孢感染) 催化发夹组装、滚环扩增、光磁生物传感 NA DNA序列,光磁信号 感染玫瑰花瓣样本(具体数量未说明) DNA NA DNA计算 检测限9 aM,宽动态范围,1小时内完成检测
31 2026-08-28
DNA-Based Boolean Logic Gates for Molecular Computation and Biosensing: A Critical Review
2026-Aug, Molecular biotechnology IF:2.4Q3
综述 本文对基于DNA的布尔逻辑门在分子计算和生物传感中的应用进行了批判性综述,涵盖设计进展、应用、挑战及未来方向 系统性地批判性分析了DNA逻辑门的现状,强调从概念验证向应用导向技术的转变,并探讨了与人工智能和生物电子学的集成 DNA逻辑门面临信号泄漏、门稳定性、可扩展性及NOT门限制等关键挑战 总结DNA布尔逻辑门在分子计算和生物传感中的发展,并指出未来研究方向 DNA布尔逻辑门及其在分子计算和生物传感中的应用 分子计算, 生物传感 NA DNA合成, 光笼技术, 酶介导处理 NA NA NA DNA NA DNA计算 可扩展性, 成本效益, 可靠性
32 2026-08-28
Biphasic Interfacial Transmission Enables DNA Storage in Liquid
2026-Aug, Small methods IF:10.7Q1
研究论文 本研究提出了一种双相界面传输(BIT)通路,实现了DNA存储中DNA的高效迁移和抗老化保存,理论上在-20°C下半衰期可达577年。 首次建立了双相界面传输通路,可在无需额外能量输入的情况下实现DNA的盐分去除和长期保存,具有可扩展和节能的特点,且适用于多种温度和操作模式。 摘要中未明确提及局限性,可能需要进一步验证在不同环境下的长期稳定性和实际应用的可扩展性。 旨在开发一种低能耗、可扩展的DNA存储传输和保存策略,以解决全球数据存储危机。 DNA分子及其在液体中的传输和保存过程。 数字病理学 NA 双相界面传输(BIT) NA DNA序列数据 NA DNA NA DNA计算 存储密度高,传输效率超过80%,半衰期达577年,操作时间短(30分钟静置或2分钟离心),具有可调参数以适应不同规模。
33 2026-08-27
A Cascaded DNA Nanocircuit for Multi-Signal-Responsive Precision siRNA Delivery in Cancer Therapy
2026-Aug-24, Advanced science (Weinheim, Baden-Wurttemberg, Germany)
研究论文 本文报道了一种级联双AND逻辑门的可编程DNA纳米电路,用于对多种肿瘤信号顺序响应的精准siRNA递送,并在TMZ耐药的胶质母细胞瘤小鼠模型中验证了其治疗效果 设计了级联双AND逻辑门的DNA纳米电路,能够依次响应细胞外酸性pH、膜上过表达的核仁素和细胞内谷胱甘肽三种肿瘤特异性信号,实现时空可控的siRNA精准释放 摘要中未提及明确的局限性 开发一种多信号响应、精准可控的siRNA递送策略,用于精准癌症治疗,以减少脱靶效应并提高治疗效果 DNA纳米电路及其在siRNA递送中的应用,研究对象包括工程化的DNA电路和TMZ耐药的胶质母细胞瘤小鼠模型 纳米生物技术 胶质母细胞瘤 DNA纳米技术、siRNA递送 DNA逻辑电路 实验数据(如基因表达、肿瘤生长等) 小鼠模型,具体样本量未在摘要中说明 DNA DNA序列编程 DNA计算 递送特异性、基因沉默效率、肿瘤治疗效果(摘要中未提供具体量化指标)
34 2026-08-22
High-Data-Density, High-Decoding-Speed, and High-Decoding-Accuracy DNA Data Ink for Digital Preservation
2026-02-03, ACS nano IF:15.8Q1
研究论文 提出一种集成的DNA存储系统,通过优化编码和处理策略,实现高数据密度、高解码速度和准确性的数字保存方案 采用灵活索引分配系统,实现9.78 bits/nt净信息密度,解码速度比传统方法快360倍,并结合内Reed-Solomon和外XOR码的纠错系统,实现低拷贝数据的可靠恢复 未明确提及局限性 解决DNA存储实际应用中的高合成成本、测序错误和访问速度慢等问题,为文化保护、自动驾驶数据管理和机器学习应用奠定基础 DNA数据存储系统,包括编码、解码、纠错和NGS制备流程 数字病理学 不适用 NGS 不适用 文本 457万次读取(1.63 GB) DNA Reed-Solomon码, XOR码 DNA计算 存储容量达2.79×10^24字节(约2.79 YB),净信息密度9.78 bits/nt,解码速度360倍提升,错误率低且可处理低拷贝数据
35 2026-08-22
Stimulus-Responsive NOT Gate for Single-Rail DNA Logic Circuits and Biosensing
2026-02-03, ACS nano IF:15.8Q1
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,实现快速逻辑反转并兼容多种电路系统 首次实现了受光热调控的NOT门,克服了单轨DNA逻辑中实现NOT门的障碍,避免双轨架构的复杂性和泄漏风险 未明确提及,但可能受限于光热控制的复杂性和实际应用中的环境要求 开发可扩展的DNA计算平台,实现逻辑反转和生物环境中的直接转化应用 DNA分子电路,包括用于逻辑运算和生物传感的NOT门 数字病理学 不适用 分子生物学技术(如聚合酶驱动和toehold介导的DNA链置换) 不适用 生物分子数据(DNA序列) 不适用 DNA 不适用 分子计算,DNA计算 多层计算网络的验证和生物传感应用,表明具有可扩展性,但未提供具体指标
36 2026-08-19
Bio-inspired approaches to in vivo DNA data storage systems
2026-Aug-17, Materials horizons IF:12.2Q1
综述 本文系统综述了基于生物启发的体内DNA数据存储系统,重点介绍合成信息存储和基于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,模仿遗传记忆和刺激响应行为,实现动态、自适应和自主的数据管理。 当前挑战包括存储密度、编辑效率和细胞稳定性等方面的限制。 探讨下一代DNA存储平台的发展方向,以提高体内数据存储的灵活性和功能性。 体内DNA数据存储系统,包括合成信息存储和记忆数字记录机制。 分子计算 NA DNA编码和细胞自我复制 NA NA NA DNA DNA编码 分子计算 存储密度、编辑效率、稳定性
37 2026-08-14
An autocatalytic DNA circuit via polymerase mediated strand displacement
2026-Aug-13, Chemical communications (Cambridge, England)
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
38 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
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
39 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
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
40 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
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)
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