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谐肽肽库技术实现生物标志物检测中生物流体的优化选择与跨基质标准化分析
在精准医疗的时代,生物标志物的发现与验证是连接基础研究与临床应用的桥梁。理想的生物标志物检测应当基于易于获取的生物流体,如血液或尿液,以实现微创甚至无创的疾病监测。然而,在生物标志物研究的初始阶段,一个关键且常常被忽视的问题是:究竟应该选择哪种生物流体作为检测样本?尿液、血浆还是血清?传统的蛋白质组学研究通常将不同生物流体分开处理和分析,这使得不同基质中的蛋白质测量结果难以直接比较,研究人员往往只能依据有限的文献或经验做出选择,这无疑增加了后续 assay 开发失败的风险。为了解决这一难题,由 Katelyn B. Brusach、Ariana E. Shannon、Alex W. Joyce
来源:Molecular & Cellular Proteomics
时间:2025-10-15
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基于完整质量、中下层和从头底层质谱联用的多克隆抗体高通量测序技术研究
在生物医药领域,抗体药物已成为治疗癌症、自身免疫性疾病等的重要武器。其中,单克隆抗体(mAb)因其批次间一致性高而占据主导地位,但多克隆抗体(pAb)具有靶向病原体多个表位的独特优势,对病毒突变具有更强抵抗力。然而,pAb的复杂混合物特性使其序列解析一直是个巨大挑战,这严重限制了其治疗潜力的发挥。目前pAb测序方法大多需要种系数据库或B细胞测序数据支持,但由于抗体的高度可变性以及B细胞不可获得的情况,迫切需要一种纯粹基于质谱技术的从头测序解决方案。正是为了解决这一关键技术瓶颈,来自加拿大安大略省生物信息学解决方案公司的研究团队开展了这项创新性研究。研究人员开发了名为PolySeq.AI的自动化
来源:Molecular & Cellular Proteomics
时间:2025-10-15
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单分子质量光镊技术最佳实践指南:实现高精度生物分子定量分析的新策略
在质量光镊(Mass Photometry, MP)技术中,通过检测单个分子在玻璃-水界面产生的微小光学对比度,可实现生物分子混合物的质量分辨定量分析。本指南详细阐述了如何优化和验证这一方法:作为一种强大的技术手段,MP不仅能解析生物分子的四级结构动态,其性能核心在于精准捕获界面单分子信号。虽然理论上该技术仅受光子散粒噪声限制,但实际操作中需综合考虑实验参数与检测体系设计。本文重点探讨影响MP性能的关键因素,并逐步演示如何在不牺牲技术便捷性的前提下,优化质量分辨率、定量检测限、结果重现性及样品浓度范围。典型样本分析耗时<10分钟,若需进行玻璃表面胺化修饰则额外增加2小时。
来源:Nature Protocols
时间:2025-10-15
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AlphaFold及相关方法中训练偏差与序列比对如何影响蛋白质-肽段对接的机制解析
1 引言蛋白质-肽段相互作用在众多生物过程中扮演关键角色。尽管实验解析或计算预测能提供精确的结构模型,但蛋白质数据库(PDB)仅覆盖了其中一小部分。AlphaFold2(AF2)、AF2-Multimer和AlphaFold3(AF3)等深度学习模型在预测蛋白质-蛋白质及蛋白质-肽段复合物结构方面展现出巨大潜力。例如,AF2通过多聚甘氨酸 linker 将蛋白质与肽段融合后,能以<2.5 Å的界面骨架RMSD准确预测51%的域-肽复合物;AF2-Multimer则无需 linker,在60%的测试案例中实现可接受的预测。然而,肽段序列较短,其多重序列比对(MSA)通常较浅或质量较差,这为依赖M
来源:Protein Science
时间:2025-10-15
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基于迭代共识算法的蛋白质-蛋白质对接模型集成中正确解比例提升方法研究
1 引言蛋白质相互作用在细胞中形成复合物,在信号转导、细胞代谢、电子传递和免疫反应等生物过程中发挥关键作用。蛋白质的生物学功能实际上由其相互作用定义,这些相互作用的扰动可能导致缺陷表型。研究蛋白质-蛋白质相互作用在分子生物学和医学中至关重要,其中三维结构的可获得性对于理解这些相互作用至关重要。然而,迄今为止,实验结构仅适用于少数特征化的功能组装体。在这种情况下,计算方法通过建模在丰富结构已知蛋白质组装体景观方面发挥关键作用。传统上,预测蛋白质复合物结构的方法是分子对接,可以是基于模板或从头算方法。在从头算方法中,仅使用单独蛋白质组分的序列/结构作为输入,而模板方法使用相关的蛋白质复合物结构作为
来源:Protein Science
时间:2025-10-15
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基于层次化特征整合与局部图像模式的病理图像超分辨率重建技术
病理成像技术的最新进展使得基于高分辨率图像进行单细胞和亚细胞水平分析成为可能,这些分析在肿瘤分型、细胞形态学评估和感染检测中发挥着关键作用。由于高分辨率成像往往受到成本限制,超分辨率方法仅需低分辨率数据即可提供实用替代方案。然而现有方法普遍存在伪影、过度平滑和推理速度慢等缺陷。本研究开发了一种基于局部病理图像模式的层次化深度学习框架——层次化局部图像模式(Hierarchical Local Image Patterns, HLIP),该框架能够实现灵活放大倍率的精准、高保真实时超分辨率重建。HLIP创新性地将语义特征与像素级、形态学级特征进行整合,并通过识别的局部病理图像模式重构超分辨率图像
来源:The Journal of Pathology
时间:2025-10-15
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综述:基于扩散的表面等离子体共振技术分析生物分子混合物及其在眼科液体模型中的应用进展
生物分子混合物分析的新前沿:D-SPR技术在生物医学研究、生物化学、组学科学和药物开发领域,表征复杂的生物分子混合物是一项基础性挑战。这对于理解疾病的分子通路、阐明关键分子机制以及制定新的治疗计划至关重要。在众多具有研究价值的生物体液中,眼液是一个信息丰富且具有重要临床意义的目标。对其精密的监测对于眼睛——人体最关键和最复杂的感官器官——的健康至关重要。D-SPR技术的原理与优势传统的分析技术,如尺寸排阻色谱(SEC)、反相色谱(RPC)和离子交换色谱(IEC),虽然能提供高分辨率的结果,但可能存在超分子复合物解聚、蛋白质变性或样品损失等问题。质谱(MS)技术具有高灵敏度,但其分辨率对于超过3
来源:Biosensors and Bioelectronics
时间:2025-10-15
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三维Ti-MOF@ZnAl-LDH电催化餐厨废油高效制备生物柴油的创新研究
随着全球能源需求的持续增长和化石燃料资源的日益枯竭,开发可持续的可再生能源已成为当务之急。交通运输业作为全球经济的重要部门,其90%以上的能源需求依赖化石燃料,每年消耗全球总燃料的60%以上。化石燃料燃烧不仅导致能源价格波动,更排放大量有害污染物,引发酸雨、臭氧层破坏和气候变化等环境问题。在这一背景下,生物柴油作为一种环境友好、可生物降解且适用于传统柴油发动机的可再生燃料,受到了广泛关注。然而,传统的生物柴油生产技术,如化学酯交换和热裂解,存在能耗高、反应时间长、对游离脂肪酸(FFA)和水等杂质敏感等局限性,特别是在使用餐厨废油(PCFO)等低质量原料时更为明显。这些限制因素严重制约了生物柴油
来源:Biomass and Bioenergy
时间:2025-10-15
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基于田口方法的小型沼气便携式即插即用过滤单元设计与优化研究
在全球能源危机和气候变化加剧的背景下,寻找可持续的能源替代方案已成为当务之急。沼气作为一种绿色可再生能源,通过厌氧消化(Anaerobic Digestion, AD)有机废弃物产生,主要成分包括甲烷(CH4)、二氧化碳(CO2)、硫化氢(H2S)和水蒸气(H2O)等。然而,原始沼气中除甲烷外的杂质不仅降低其热值,还会对管道、储气设备等造成腐蚀,甚至危害人体健康。特别是H2S,即使浓度很低也具有强毒性和腐蚀性;CO2则作为温室气体,加剧气候变化。因此,净化沼气、提升甲烷浓度,将其转化为生物甲烷(Biomethane),对于提高能源效率、减少环境污染至关重要。尽管已有多种沼气净化技术,如膜分离、
来源:Biomass and Bioenergy
时间:2025-10-15
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综述:颈动脉粥样硬化的PET成像:方法学、意义及在脑血管疾病中的应用
颈动脉粥样硬化是导致缺血性卒中发生和复发的重要原因,其风险并不仅仅取决于管腔狭窄的程度。传统的解剖学评估存在局限,而多模态成像技术,特别是正电子发射断层扫描(PET),能够实现对动脉粥样硬化斑块的解剖结构和分子病理生理过程进行活体、无创的评估。PET在颈动脉成像的原理与方法学考量PET成像的核心在于使用放射性同位素标记的分子探针(示踪剂)来检测和量化特定的代谢过程。示踪剂发生β+衰变产生正电子,与电子发生湮灭反应后生成一对方向相反的γ光子,被探测器捕获。PET具有极高的灵敏度,能够检测皮摩尔级别的示踪剂浓度,且示踪剂定量分析具有较高的观察者间一致性,使其非常适合用于评估病理生理过程的动态变化以
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综述:纳米孔直接测序技术与生物信息学分析在循环肿瘤DNA检测中的进展及其在癌症液体活检中的临床应用
1 背景癌症作为全球主要健康威胁,2022年新增病例约2000万例,死亡病例约970万例。传统组织活检因侵入性和不可重复性存在局限,液体活检凭借其微创优势成为癌症早期诊断和疗效监测的重要工具。其中循环肿瘤DNA(cfDNA)作为关键生物标志物,其片段大小约167bp,半衰期仅数小时,携带包括片段组学、表观遗传学和遗传学在内的多组学信息。新一代测序技术(NGS)虽广泛应用于cfDNA检测,但短读长限制使其难以单次运行获取完整片段长度特征。太平洋生物科学(PacBio)的长读长测序虽能克服此局限,却需高cfDNA投入量。而牛津纳米孔技术(ONT)凭借直接甲基化检测、无PCR扩增、长读长和高通量等优
来源:Frontiers in Molecular Biosciences
时间:2025-10-15
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大肠杆菌热应激生存机制研究:预适应通过TraDIS-Xpress技术揭示细胞包膜与能量代谢的关键作用
引言大肠杆菌(Escherichia coli)作为微生物学研究的模式生物,在生物技术应用和人类健康领域具有重要地位。当面临温度骤变等环境压力时,细菌会启动特异性应激反应机制。热应激可导致蛋白质变性、膜流动性改变及离子通量异常,最终引发细胞死亡。传统研究多聚焦于直接热冲击响应,而关于渐进式温度变化的适应机制尚不明确。材料与方法研究采用转座子定向插入位点测序技术(TraDIS-Xpress)对大肠杆菌BW25113突变体库进行全基因组筛选。实验设置五种热条件:直接暴露于44°C、47°C或50°C(热冲击组),以及44°C预适应30分钟后升至47°C或50°C(阶梯式热应激组)。通过比较突变体丰
来源:Frontiers in Microbiology
时间:2025-10-15
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基于多元统计方法解析稻米关键品质性状对鲜湿米粉品质的影响机制
1 引言鲜湿米粉是东亚与东南亚地区广受欢迎的传统米制食品,其品质深受原料稻米特性的影响。然而,稻米品种繁多,其品质性状(如直链淀粉含量、胶稠度等)存在显著差异,并非所有稻米均适合加工为优质鲜湿米粉。当前鲜湿米粉产业面临原料筛选标准不统一、评价体系不完善等问题,制约其工业化发展。已有研究尝试通过单一指标(如直链淀粉含量)评价米粉品质,但不同研究提出的阈值存在争议,凸显了单一分析方法的局限性。多元统计分析(如主成分分析、灰色关联分析等)可整合多指标信息,避免评价片面性,已在作物抗逆性、品质综合评价中广泛应用。本研究以22个长江中下游主栽籼稻品种为材料,通过系统测定稻米品质(糙米率、精米率、直链淀粉
来源:Frontiers in Plant Science
时间:2025-10-15
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基于RNAi技术的星豹蛛Theta类谷胱甘肽S-转移酶PaGSTt1在溴氰菊酯解毒中的作用机制研究
引言在农业生产中,化学防治因其速效性和高效性始终是害虫治理的主要手段。然而杀虫剂的过度使用也带来了环境污染、天敌自然控害能力破坏及生态失衡等负面效应。节肢动物中第二大类群蛛形纲动物在全球分布,在生态食物网和农业生态系统中扮演关键角色。星豹蛛(Pardosa astrigera)作为狼蛛科的一种地栖捕食性蜘蛛,广泛分布于东亚农业生态系统,在中国黄河流域和长江流域的小麦、棉花、玉米和水稻田中尤其丰富。该物种具有繁殖力高、捕食谱广、耐饥饿性强和运动迅速(特别是雄性)等优良生态特性。但合成杀虫剂的广泛使用对星豹蛛构成严重威胁,不仅促进害虫抗性发展,还直接或间接伤害包括蜘蛛在内的有益节肢动物。长期暴露于
来源:Frontiers in Physiology
时间:2025-10-15
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基于常规血液检测的人工智能模型在肝细胞癌筛查中的创新研究——一项全港范围的大规模研究
肝细胞癌(HCC)是全球范围内常见的恶性肿瘤,尤其在慢性肝病(如病毒性肝炎、肝硬化)患者中高发。然而,HCC的早期诊断一直是个巨大挑战。目前,临床指南推荐高风险人群每6个月进行一次腹部超声检查和/或甲胎蛋白(AFP)检测。但遗憾的是,这两种方法都存在明显的局限性:超声检查的结果很大程度上依赖于操作者的经验,并且在肝硬化结节背景下敏感性会降低;而AFP作为一种血清标志物,其在早期HCC中的敏感性仅为39%-64%,约有40%-50%的HCC患者AFP水平并不升高。这种诊断能力的不足直接导致了超过半数的HCC患者在确诊时已处于晚期,错过了最佳治疗时机,使得HCC成为香港地区癌症相关死亡的第三大原因
来源:ESMO Gastrointestinal Oncology
时间:2025-10-15
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基于无人机LiDAR点云的单株橡胶树冠提取方法RTCrownNet研究
亮点本研究提出了一种基于无人机LiDAR点云的橡胶树单株冠层提取方法RTCrownNet,通过双流协同特征融合模块(DS-CFM)有效捕捉复杂冠层边界,利用残差增强图卷积模块(RAGC)增强点云局部拓扑建模能力,并采用自适应Coati差分进化算法(ACDE)动态优化学习率,显著提升了分割精度与泛化性能。实验环境与参数设置表2展示了实验环境与参数配置。所有后续实验均在此环境下进行。为提升模型稳定性并加速收敛,我们设计了ACDE优化算法作为调度器,自适应调整全局学习率。学习率被限制在1×10−8至5×10−3之间。该范围基于AdamW优化器的常用学习率范围:下限1×10−8确保训练过程稳定,避免梯
来源:Computers and Electronics in Agriculture
时间:2025-10-15
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基于YOLOv8-BiFPN与调整发芽指数(AGI)的臭氧处理微藻种子实时监测新方法
Highlight模型性能与选择本研究证明了YOLOv8-BiFPN模型在高密度条件下实时监测种子发芽的卓越性能。我们的模型达到了0.86的平均精度(mAP50-95),显著优于基准YOLOv5模型(mAP 0.35),同时保持了极高的效率,模型大小仅为4.1 MB,推理时间为3.3毫秒。定性分析进一步强化了这一量化性能,直观地证实了该模型在区分重叠种子和复杂背景方面优于传统方法。结论本研究得出结论,将人工智能驱动的监测与物理种子处理相结合的集成框架,为推进可持续微藻生产提供了强大的解决方案。我们成功开发并验证了一种稳健的方法,其中定制构建的生长室和高性能的YOLOv8-BiFPN模型实现了0
来源:Computers and Electronics in Agriculture
时间:2025-10-15
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融合八叉树加速采样与形态学增强的梅花鹿点云分割及体尺测量方法SikaPointNet++
亮点• 本研究提出自动化文本生成流程,应用大规模多模态模型(LMM)与结构化零样本思维链(Zero-shot CoT)提示技术,从纯图像数据集生成植物病理学图像的详细描述,构建高保真图像-文本对,显著降低对人工标注的依赖。• 开发了融合视觉特征与自动生成文本的多模态识别架构,系统分析了文本生成模型(LLaVA/CogAgent)与视觉特征提取器(ResNet50+LSTM/CLIP+PVD)的融合适配机制,首次实现植物病害诊断中文本自动合成与多模态融合策略的联合优化。• 在PlantDoc数据集上的实验表明,CogAgent结合CLIP(ViT-L/14)与投影视觉-文本判别器(PVD)模块达
来源:Computers and Electronics in Agriculture
时间:2025-10-15
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scREPA:基于循环一致性表征对齐的单细胞扰动响应预测新方法
在单细胞生物学研究快速发展的今天,科学家们已经能够通过单细胞RNA测序(scRNA-seq)技术在单个细胞水平上观察基因表达模式。然而,传统的细胞图谱只能提供静态的细胞状态快照,无法揭示细胞在受到药物刺激、病原体感染或基因扰动等干预后会发生怎样的动态变化。这种动态响应信息对于理解疾病机制、开发靶向疗法至关重要。由于大规模扰动实验成本高昂且技术复杂,计算模型成为预测细胞扰动响应的重要工具。现有方法如scGen、trVAE等基于变分自编码器(VAE)的模型在处理高维稀疏的单细胞数据时面临诸多挑战:它们难以准确捕捉细胞类型的异质性,对噪声敏感,且在跨数据集预测时泛化能力有限。另一方面,虽然单细胞基础
来源:Computational Biology and Chemistry
时间:2025-10-15
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综述:面向数据驱动的智能堆肥技术与控制系统
引言全球有机废弃物年产量已超过20亿吨,对环境和资源管理构成严峻挑战。堆肥作为一种好氧微生物驱动过程,能将餐厨垃圾、畜禽粪便和农业废弃物转化为土壤改良剂,在养分循环和温室气体(GHG)减排方面发挥重要作用。然而,传统堆肥方式依赖人工调节通风、翻堆和水分,常导致效率低下、养分损失和产品质量不稳定。智能堆肥技术通过集成环境传感、物联网(IoT)互联和基于机器学习(ML)的建模,为实现实时自适应控制提供了有前景的解决方案。传感器技术在堆肥系统中,温度、水分、氧气及恶臭相关气体是核心监测指标,它们直接影响微生物活性和降解动力学。温度传感器(如热电偶、热敏电阻)可追踪堆体热代谢阶段;水分传感器(时域反射
来源:Bioresource Technology
时间:2025-10-15