Abstract Accurate and efficient molecular recognition plays a crucial role in the fields of molecular detection and diagnostics. Conventional trial‐and‐error‐based molecular recognition approaches have always been challenged in distinguishing minimal differences between targets and non‐targets, such as single nucleotide polymorphisms (SNPs) of oligonucleotides. To address these challenges, here, a novel concept of dynamic addressing analysis is proposed. In this concept, by dissecting the regions of the target and creating a corresponding recognizer, it is possible to eliminate the inaccuracy and inefficiency of recognition. To achieve this concept, a Dynamic Addressing Molecular Robot (DAMR), a DNA‐based dynamic addressing device is developed which is capable of dynamically locating targets. DAMR is designed to first bind to the conserved region of the target while addressing the specific region dynamically until accurate recognition is achieved. DAMR has provided an approach for analyzing low‐resolution targets and has been used for analyzing SNP of miR‐196a2 in both cell and serum samples, which has opened new avenues for effective and efficient molecular recognition.

Abstract Expansion microscopy (ExM) facilitates nanoscale imaging under conventional microscopes, but it frequently encounters challenges such as fluorescence losses, low signal‐to‐noise ratio (SNR), and limited detection throughput. To address these issues, a method of orthogonal DNA self‐assembly‐based ExM (o‐DAExM) platform is developed, which employs hybridization chain reaction instead of conventional fluorescence labeling units, showcasing signal amplification efficacy, enhancement of SNR, and expandable multiplexing capability at any stage of the ExM process. In this work, o‐DAExM has been applied to compare with immunofluorescence‐based ExM for cellular cytoskeleton imaging, and the resolved nanoscale spatial distributions of cytoskeleton show outstanding performance and reliability of o‐DAExM. Furthermore, the study demonstrates the utility of o‐DAExM in accurately revealing exosome heterogeneous information and multiplexed analysis of protein targets in single cells, which provides infinite possibilities in super‐resolution imaging of cells and other samples. Therefore, o‐DAExM offers a straightforward expansion and signal labeling method, highlighting future prospects to study nanoscale structures and functional networks in biological systems.

Purpose Hippocampal-avoidance whole-brain radiotherapy (HA-WBRT) planning can present challenges. This study examines the influence of head tilt angles on the dosimetric characteristics of target and organs at risk (OARs), aiming to identify the optimal tilt angle that yields optimal dosimetric outcomes using tomotherapy (TOMO). Methods Eight patients diagnosed with brain metastases underwent CT scans at five tilt angles: [0°, 10°), [10°, 20°), [20°, 30°), [30°, 40°), and [40°, 45°]. Treatment plans were generated using TOMO and volumetric modulated arc therapy (VMAT). Dosimetric parameters including conformity index (CI), homogeneity index (HI), D 2cc , D 98% , and D mean of PTV, as well as D max , and D mean of OARs were analyzed. Furthermore, a comparison was made between the dosimetric parameters of TOMO and VMAT plans. Finally, delivery efficiency of TOMO plans were assessed. Results For the PTV, [40°, 45°] tilt angle demonstrated significantly better conformity, homogeneity, lower D 2cc , and lower D mean for the PTV. Regarding the OARs, the [40°, 45°] head tilt angle demonstrated significantly lower D max and D mean in hippocampus, eyes, optic chiasm, and optic nerves. The [40°, 45°] tilt angle also showed significantly lower D max for brainstem and cochleas, as well as a lower D mean for lens. In the [40°,45°] tilt angle for HA-WBRT, TOMO showed superior performance over VMAT for the PTV. TOMO achieved lower D max for brainstem, cochleas, optic nerves, and optic chiasm, as well as a lower D mean for hippocampus. Furthermore, a significant correlation was found between delivery time and the PTV projection length in the sagittal plane. Conclusion The TOMO plan utilizing a tilt angle range of [40°, 45°] demonstrated superior PTV conformity and uniformity, along with enhanced OARs sparing. Furthermore, it exhibited a dosimetric advantage over VMAT for PTV and most OARs at the same angle range.

Color encoding plays a crucial role in painting, digital photography, and spectral analysis. Achieving accurate, target-responsive color encoding at the molecular level has the potential to revolutionize scientific research and technological innovation, but significant challenges persist. Here, we propose a multibit DNA self-assembly system based on computer-aided design (CAD) technology, enabling accurate, target-responsive, amplified color encoding at the molecular level, termed fluorescence encoding (FLUCO). As a model, we establish a quaternary FLUCO system using four-bit DNA self-assembly, which can accurately encode 51 colors, presenting immense potential in applications such as spatial proteomic imaging and multitarget analysis. Notably, FLUCO enables the simultaneous imaging of multiple targets exceeding the limitations of channels using conventional imaging equipment, and marks the integration of computer science for molecular encoding and decoding. Overall, our work paves the way for target-responsive, controllable molecular encoding, facilitating spatial omics analysis, exfoliated cell analysis, and high-throughput liquid biopsy.