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基于UPLC-MS/MS代谢组学与分子模拟技术解析落羽杉抗炎活性成分及其作用机制
在传统医学中,落羽杉(Taxodium distichum)的叶片、球果等器官长期被用于治疗皮肤炎症、风湿痛等疾病,阿兹特克人甚至用其树脂处理烧伤溃疡。然而,这种"天然消炎药"的有效成分和作用机制始终笼罩在经验医学的迷雾中。更令人担忧的是,现代医学依赖的非甾体抗炎药(NSAIDs)存在严重副作用,而植物源性抗炎剂的研究却因缺乏系统分析手段进展缓慢。针对这一难题,来自亚历山大大学药学院的研究团队在《South African Journal of Botany》发表了一项突破性研究。他们采用超高效液相色谱-串联质谱(UPLC-MS/MS)技术结合计算生物学方法,首次绘制了落羽杉两个变种(垂枝型v
来源:South African Journal of Botany
时间:2025-07-02
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牡丹试管嫁接技术体系的建立及其在优质砧木培育与生根难题中的应用
牡丹作为中国特有的名贵观赏兼药用植物,其传统繁殖方式存在繁殖系数低、育种周期长等瓶颈问题。尤其令人困扰的是,在组织培养过程中,再生芽生根困难、根茎连接处易形成愈伤组织屏障,导致移栽存活率骤降。这一难题长期制约着牡丹新品种选育和产业化发展。河南科技大学的研究团队另辟蹊径,将植物组织培养与古老嫁接技术相结合,开创性地建立了牡丹试管嫁接技术体系。研究采用'凤丹'牡丹的胚根和侧芽为材料,通过系统优化植物生长调节剂(PGRs)组合,发现MS培养基添加0.3 mg·L-1 NAA和2.0 mg·L-1 6-BA能高效诱导侧芽增殖,而转接至含0.5 mg·L-1 6-BA和0.1 mg·L-1 NAA的培养
来源:South African Journal of Botany
时间:2025-07-02
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四溴双酚A/S与人血红蛋白结合作用的比较研究:光谱学与计算模拟技术揭示分子互作机制
随着电子垃圾的激增,溴化阻燃剂四溴双酚A(Tetrabromobisphenol A, TBBPA)及其替代物四溴双酚S(TBBPS)在环境中的残留问题日益严峻。这些物质可通过呼吸道、皮肤等途径进入人体,甚至在母乳中检出。国际癌症研究机构(IARC)已将TBBPA列为2A类致癌物,而号称更稳定的TBBPS同样表现出神经毒性、发育毒性等危害。作为氧气运输的核心载体,人血红蛋白(Human hemoglobin, HHb)一旦与这些污染物结合,可能引发贫血、缺氧等健康风险。然而,这两种物质如何与HHb相互作用、是否影响其生理功能,仍是未解之谜。中国国家自然科学基金资助的研究团队在《Spectroc
来源:Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy
时间:2025-07-02
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基于数据同化的热脉冲法在根区土壤水热参数原位监测中的创新应用
在农业生产和生态研究中,根区被称为植物的"营养中枢",其水热动态直接决定作物生长效率。然而,根系与土壤形成的"复合体"具有显著空间异质性——就像在咖啡里插入吸管会改变液体流动路径,根系的存在会扭曲热脉冲(HP)信号传导,导致传统基于均质介质假设的HP技术(如PILS和ICPC方法)测量结果失真。研究表明,当根系平行于HP探针时,传统方法会将根-土壤混合体的等效热参数误判为纯土壤参数,造成体积热容(C)高估达1.20 MJ m−3 K−1,进而导致土壤含水量(θ)和容重(ρb)的连锁误差。这种"盲人摸象"式的测量困境,严重制约着精准农业和土壤碳循环研究。北京师范大学的研究团队在《Soil and
来源:Soil and Tillage Research
时间:2025-07-02
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哺乳动物妊娠中细胞类型与细胞信号通路的创新演化:单细胞转录组跨物种比较揭示胎盘形成的关键机制
哺乳动物的妊娠过程堪称自然界最精妙的生命协作系统之一,胎儿通过胎盘与母体建立复杂互动,这种"半同种异体移植"关系如何演化形成一直是进化生物学的核心谜题。传统研究受限于物种样本和技术手段,对胎盘形成的关键细胞类型起源和协同演化机制认识有限。随着单细胞技术的突破,耶鲁大学等机构的研究团队在《Nature Ecology & Evolution》发表重要成果,首次通过跨物种单细胞图谱揭示了哺乳动物胎儿-母体界面的细胞与信号演化规律。研究团队采用单细胞RNA测序技术,构建了涵盖6个关键物种(包括有袋类动物短尾负鼠Monodelphis domestica、非洲兽类马岛猬Tenrec ecaud
来源:Nature Ecology & Evolution
时间:2025-07-02
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氨基酸修饰纳米磁铁矿提升秋葵产量与铁富集:营养强化的创新策略
这项突破性研究将纳米技术引入农业领域,通过巧妙的氨基酸配体修饰,让纳米级磁铁矿(Fe3O4)颗粒华丽变身为"智能铁肥"。科研团队采用随机完全区组设计(Randomized Complete Block Design, RCBD),在秋葵(Abelmoschus esculentus)田间实验中测试了三种氨基酸修饰的纳米颗粒:甘氨酸(nFe3O4-Gly)、天冬氨酸(nFe3O4-Asp)和精氨酸(nFe3O4-Arg)在不同浓度(75/150 mg L-1)下的表现。令人振奋的是,这些纳米颗粒如同植物生长的"加速器",其中75 mg/L的nFe3O4-Gly表现最为抢眼,使秋葵茎干重飙升70.
来源:BioMetals
时间:2025-07-02
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植物叶片热损伤测量新方法:揭示热损伤发展过程的分子机制与序列事件
随着全球变暖加剧,植物作为固着生物面临严峻的高温胁迫挑战。目前对叶片热损伤发展过程的认识仍存在重大空白——传统方法如电解质渗漏测定或叶绿素荧光(Fv/Fm)只能反映特定层面的损伤,而分子层面的变性事件序列尚不明确。高山植物作为气候变化的"哨兵物种",其热适应机制研究尤为迫切,但现有技术存在耗时长、样本需求大等局限。因斯布鲁克大学的研究团队在《Plant Methods》发表创新成果,首次将差示扫描量热法(DSC)应用于完整叶片的热损伤检测。通过同步比较DSC参数(Tinit/Tendo/Texo)、经典热耐受测试(LT50)和T-F0曲线(反映PSII热敏感性),揭示了热损伤的级联事件:42.
来源:Plant Methods
时间:2025-07-02
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濒危野生梨种Pyrus regelii离体保存技术的开发与优化:一种抗旱抗病遗传资源的保护策略
在人类活动导致全球植物多样性锐减的背景下,中亚特有的孑遗物种Pyrus regelii(雷氏梨)因其独特的抗旱抗病特性及作为栽培梨的野生近缘种,成为植物遗传资源保护的重要目标。这种生长在哈萨克斯坦西部天山干旱岩坡的野生梨,不仅是研究梨属早期进化史的关键材料,其深根系和抗逆基因更可能为应对气候变化的果树育种提供解决方案。然而,过度砍伐和生境破坏使其被列入南哈萨克斯坦地区红皮书,亟需建立有效的保护策略。传统种子保存对该物种效果有限,而离体培养技术因其空间效率高、可长期保存遗传特性等优势,成为拯救这类濒危木本植物的希望之光。哈萨克斯坦国家生物技术中心联合Sayram-Ugam国家公园的研究团队,在《
来源:Plant Cell, Tissue and Organ Culture (PCTOC)
时间:2025-07-02
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不锈钢-水固液界面Fe/Ni K边X射线光谱观测技术的开发与应用
这项突破性研究展示了全反射X射线光谱技术(TREXS)在固液界面化学分析中的强大能力。科研人员通过精密调控X射线入射角,成功捕捉到不锈钢表面与水接触时铁(Fe)和镍(Ni)元素的K边特征光谱信号。这种非破坏性的原位检测技术,犹如给界面化学反应装上了"分子显微镜",能够实时观测金属表面电子结构变化。实验数据揭示了界面处金属原子的电子转移特性,为理解腐蚀机制、催化反应等关键过程提供了分子层面的见解。该技术将推动燃料电池、海水淡化等领域的界面工程研究,其方法学创新更可拓展至其他金属-溶液体系的研究。
来源:Chemistry Letters
时间:2025-07-02
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绿色光固化3D打印技术构建复杂晶格结构水凝胶的创新研究及其在生物医学中的应用
绿色光固化3D打印技术突破引言可见光固化技术正在重塑增材制造(AM)领域。传统UV固化系统因光毒性、穿透深度有限等问题制约着生物应用,而绿色光数字光处理(gDLP)技术通过514 nm LED光源和新型光引发体系,为水凝胶打印开辟了新路径。实验方法创新研究团队改造商用DLP打印机,集成绿色LED阵列,开发出包含PEGDA700/AAm双网络、Eosin Y/TEA/NVP光引发系统的水凝胶配方。通过优化曝光时间(底层90s/正常层60s)、层厚50μm等参数,建立了从配方开发到打印验证的完整工作流程。材料性能突破两种光敏树脂表现出显著差异:含15% AAm的gDLPPEGDA/AA配方展现出3
来源:Advanced Materials Technologies
时间:2025-07-02
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温度波动驱动的生物杂化热电生物反硝化技术:污水处理新范式
研究背景全球城市化进程加速对污水处理厂(WWTPs)提出更高要求,其中反硝化作为氮去除的关键环节面临严峻挑战。传统A-A-O工艺需投加有机碳源(如甲醇)作为电子供体,导致处理成本增加3.5-8.5%并加剧碳足迹。虽然自养反硝化可避免碳源依赖,但H2的低溶解度和储存风险限制其应用。与此同时,全球每年60%的初级能源以废热形式流失,污水系统蕴含的丰富热能(降温1°C/m3可释放1.16 kWh)尚未被有效利用。尽管热电催化在H2生成和CO2还原等领域取得进展,但其与微生物代谢(如生物反硝化)的协同机制仍属空白。研究设计与技术方法福建农林大学等机构研究人员构建了T. d-WS2生物杂化系统,通过红外
来源:Nature Communications
时间:2025-07-02
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碳移除技术不确定性对气候政策的影响:基于全球综合评估模型的决策分析
随着全球气候危机日益严峻,各国政府和企业纷纷承诺实现净零排放目标。然而,一个关键问题逐渐浮现:许多气候政策情景都隐含地依赖于大规模部署新型碳移除技术(CDR),如生物能源碳捕集与封存(BECCS)和直接空气碳捕集与储存(DACCS)。这些技术目前仅占全球CDR总量的一小部分,且面临着成本高昂、资源需求大、社会接受度低等多重障碍。如果规划时高估了这些技术的未来潜力,可能导致化石燃料淘汰进程延迟,最终无法实现气候目标;但如果低估其潜力,又可能错失以更低成本实现温控目标的机会。这种两难境地正是当前气候政策制定面临的核心挑战。为系统评估CDR技术不确定性带来的影响,来自威斯康星大学麦迪逊分校等机构的研
来源:Nature Communications
时间:2025-07-02
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利用Fenton试剂实现浒苔小时级腐殖化制备富里酸类肥料的技术研究
研究背景近年来,全球海岸线频发的浒苔绿潮已成为海洋生态系统的重大威胁。这种由富营养化引发的生物入侵现象,每年在我国沿海地区产生数十万吨含水率高达80-90%的浒苔生物质。传统堆肥处理需30-60天且产物品质不稳定,而填埋和焚烧又面临二次污染风险。如何实现这类高湿度海洋废弃物的快速资源化,成为环境与农业领域亟待突破的科学难题。研究创新来自东华大学等机构的研究团队独辟蹊径,将传统用于污染物降解的Fenton反应创造性应用于生物质转化领域。通过调控Fe2+/H2O2比例引发的自由基链式反应,在常温常压下仅用1小时就完成了通常需要数周的腐殖化过程,相关成果发表于《Nature Communicatio
来源:Nature Communications
时间:2025-07-02
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石墨烯纳米带在MgO基底上的电荷与自旋系统调控:量子技术应用的新突破
在量子技术领域,如何精确调控低维碳材料的电荷与自旋状态是核心挑战。尽管石墨烯纳米带(GNRs)因其可调控的电子结构被视为理想候选,但金属基底导致的电子屏蔽效应严重阻碍了本征量子特性的展现。传统解耦策略如NaCl插层虽能提升能隙分辨率,却无法实现自旋态的可控操纵。这一瓶颈促使研究人员探索更高效的电子解耦体系。来自西班牙多个研究机构(包括University of Zaragoza等)的联合团队在《Nature Communications》发表突破性成果。该研究创新性地采用Ag(001)表面生长的MgO单层(MgOML)作为基底,通过原子操纵技术将(3,1,8)和(3,2,8)手性GNRs精准定
来源:Nature Communications
时间:2025-07-02
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工业级原子层沉积技术构建ZnO(002)催化层实现Ah级高镍锂金属电池中死锂的高效转化
随着清洁能源需求增长,锂金属负极(LME)因其3860 mAh g-1的理论比容量成为下一代高能电池的研究热点。然而,锂枝晶不可控生长和死锂(LiD,指与集流体电子断开的锂金属区域)积累导致库仑效率(CE)低下和安全隐患,严重制约其实际应用。现有策略如功能电解质设计、人工固体电解质界面(SEI)构建等虽能缓解枝晶问题,但对死锂的回收利用仍缺乏有效方案。为解决这一难题,中国科学院团队创新性地采用自主设计的千克级原子层沉积(ALD)技术,在商业碳纳米管纸(CP)上构建具有(002)晶面择优取向的氧化锌(ZnO)催化层。通过密度泛函理论(DFT)计算发现,ZnO(002)晶面具有适中的锂吸附能(3.
来源:Nature Communications
时间:2025-07-02
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基于耳石形态计量学的亚南极鳕鳞鱼物种鉴别技术优化及其在渔业观察员识别准确性评估中的应用
在遥远的亚南极海域,商业延绳钓渔业每年意外捕获超过8000万吨非目标鱼类,其中鳕鳞鱼属(Macrourus)四个形态酷似的物种——浅水生活的M. caml与M. whitsoni、深水栖息的M. holotrachys和M. carinatus——构成了赫德岛和麦克唐纳群岛(HIMI)巴塔哥尼亚 toothfish渔业的主要兼捕对象。尽管国际组织CCAMLR已将这些物种分为两个管理组并设定不同捕捞限额(浅水组409吨/深水组360吨),但渔业观察员因经验差异导致的物种误判率居高不下,使得历史捕捞数据存在大量"属水平"记录,严重阻碍精准的资源评估与保护策略制定。为破解这一难题,澳大利亚南极局联合
来源:Fisheries Research
时间:2025-07-02
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优化氩气团簇离子束溅射技术实现无机薄膜电子结构的精准分析
在纳米电子器件领域,氧化物薄膜如HfOx因其可调谐的介电性和带隙特性,成为场效应晶体管(TFT)和存储器的核心材料。然而,其性能高度依赖表面与界面特性,而传统Ar离子溅射清洗会引发碰撞级联和选择性溅射,导致化学态畸变,严重干扰X射线光电子能谱(XPS)等表面分析结果。如何在不损伤材料的前提下实现表面有机污染的高效清除,成为制约器件性能优化的关键瓶颈。针对这一挑战,来自国内的研究团队在《Applied Materials Today》发表研究,提出一种基于氩气团簇离子束(Ar GCIB)的优化溅射工艺。通过调控加速电压(3.75 kV)、扫描尺寸(2×2或5×5 mm2)和处理时间(2-5分钟)
来源:Applied Materials Today
时间:2025-07-02
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基于热激活延迟荧光OLED的高效可见光通信技术突破
在物联网设备爆炸式增长的当下,可见光通信(VLC)凭借比射频(RF)高2,600倍的带宽优势,成为短距通信的破局者。这项研究将革命性的热激活延迟荧光(TADF)OLED技术引入VLC领域——这类材料通过捕获单重态(singlet)和三重态(triplet)激子,既能实现媲美磷光材料的高效率,又突破了传统荧光材料的速率限制。研究团队首先采用明星TADF分子4CzIPN构建器件,在2米距离实现54 Mbps传输速率。更令人振奋的是,通过设计TADF敏化荧光体系(即超荧光hyperfluorescence),以经典荧光材料DBP作为终端发射体时,速率飙升至102 Mbps,比现有磷光OLED快10倍
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基于长读长测序技术的贾第虫染色体水平基因组组装:单细胞基因组学新突破
在人类与动物健康领域,贾第虫(Giardia duodenalis)作为一种全球流行的肠道原虫,每年导致约2.8亿人感染。尽管其临床意义重大,但基因组研究长期受限于传统测序需百万级虫体样本的瓶颈。对于这种难以体外培养的微生物,如何突破样本量限制实现高质量基因组组装,成为困扰学界的技术难题。河南农业大学兽医医学院的研究团队在《Scientific Data》发表创新成果,通过单细胞分选技术结合前沿测序手段,仅用10个滋养体就完成了贾第虫染色体水平基因组组装。研究采用多重置换扩增(MDA)技术扩增单细胞基因组DNA,结合牛津纳米孔(ONT)和太平洋生物科学(PacBio)双平台长读长测序,运用Ca
来源:Scientific Data
时间:2025-07-02
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基于硫醇-烯点击化学的聚碳酸酯表面功能化:调控PTMC-r-PexTMC薄膜生物相容性的创新策略
聚(三亚甲基碳酸酯)(PTMC)作为一种玻璃化转变温度较低的可降解聚合物,虽具备优异的柔韧特性,却因分子链缺乏活性修饰位点而难以满足高端医疗需求。科研团队巧妙设计出PTMC-r-PexTMC共聚物,通过高效的硫醇-烯(thiol-ene)点击化学反应,像精准的分子手术刀般将二醇和羧酸基团(1-30 mol%)接枝到聚合物骨架上。热重分析显示功能化后的材料热稳定性显著提升,接触角实验则见证其亲水性随修饰程度增加而增强——这仿佛给疏水的聚碳酸酯穿上了"亲水外衣"。更有趣的是,富含30 mol%二醇单元的样品在抗血小板黏附测试中表现远超羧酸改性组,暗示材料表面的电荷分布与亲水性如同"分子指挥家",共
来源:Polymer Journal
时间:2025-07-02