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钴(II)苯氧亚胺催化剂催化糠醛加氢制糠醇反应机理的计算研究
计算细节几何优化和Hessian计算采用Gaussian 16 Rev.C.01中的非限制性DFT方法完成。所有中间体的几何结构预先通过GFN2-xTB方法优化,正式计算使用ωB97X-D泛函。氧、碳、氢和氮原子采用6-31G(d,p)基组,钴原子使用Stuttgart RSC 1997有效核势基组。频率分析确认过渡态(一阶鞍点)和极小值点(无虚频)。溶剂化效应通过SMD模型模拟异丙醇环境。单点能计算采用ma-def2-TZVP基组,并结合DLPNO-CCSD(T)方法进行高精度校正。初始催化剂构象计算钴(II)配合物的结构因其磁矩而异:磁矩约4.2–4.7 BM表明为四面体结构(四重态,S=
来源:Molecular Catalysis
时间:2025-09-23
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综述:使用DFT作为指导工具解读立体控制的有机催化聚合
ROP of lactide聚乳酸(PLA)作为一种可生物降解的脂肪族聚酯,其机械性能和热性能足以媲美商业聚烯烃,是最具发展潜力的环保材料之一。丙交酯(LA)单体具有两个手性中心,其三种立体异构体(L-LA、d-LA和meso‑LA)以及外消旋混合物(rac-LA)的开环聚合(ROP)反应可产生具有不同物理化学性质的PLA微观结构(Scheme 1)。计算研究表明,ROP反应的立体控制机制涉及催化剂与单体之间的关键非共价相互作用、链端构型的影响以及过渡态的空间排列。DFT计算精准揭示了氢键、π-π堆积和立体电子效应对对映选择性的调控作用,为理解聚乳酸立构规整度的形成机制提供了原子层次的见解。C
来源:Molecular Catalysis
时间:2025-09-23
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细胞通讯驱动的Waddington景观动态模型:从发育到免疫应答的数学框架
Mathematical model本研究考虑通过配体进行通讯的细胞群体。细胞状态记为x∈Ω(Ω为有界域),配体浓度为ℓ(t)。细胞可能经历以下过程:1.细胞发育:细胞状态受细胞内/外过程影响,其动力学由随机微分方程dx = μ(x,ℓ)dt + σ(x)dWt描述,其中漂移项μ(x,ℓ)和扩散项σ(x)分别反映定向变化和随机波动。2.增殖与死亡:细胞以速率β(x,ℓ)增殖,以速率δ(x,ℓ)死亡。3.配体动力学:配体由细胞以状态依赖速率α(x)产生,以速率γ降解,并被细胞以速率κ(x)内化。基于上述假设,细胞群体密度n(t,x)和配体浓度ℓ(t)的耦合动力学由以下PDE-ODE系统描述:∂n
来源:Mathematical Biosciences
时间:2025-09-23
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结构约束集成生成模型在量子材料发现中的突破性应用
本研究提出结构约束集成生成模型(SCIGEN),通过将蜂巢晶格(honeycomb)和笼目晶格(kagome)等几何约束整合到扩散生成模型(diffusion-based generative models)中,有效解决了无机功能材料稀缺的难题。该框架支持从原始分布中进行条件采样,在保持输出有效性的同时精准引导结构基元形成。研究团队成功生成了包含阿基米德晶格(Archimedean lattices)和李晶格(Lieb lattices)的一千万个无机化合物,其中超过10%通过多阶段稳定性筛选。对26,000个候选材料的高通量密度泛函理论(density functional theory)计
来源:Nature Materials
时间:2025-09-23
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软界面分子介导电催化实现工业过氧化氢绿色合成新路径
工业过氧化氢(H2O2)生产长期依赖传统蒽醌自氧化法——一种典型的热催化非水相工艺。尽管利用可再生能源电力驱动此类反应备受关注,但非水相合成的电化转型仍存在重大挑战。本研究提出一种多相电化学蒽醌自氧化过程,通过异质分子介导的水相-非水相界面质子耦合电子转移(proton-coupled electron transfer, PCET)方法,仅使用碳电极即可在高电流密度下高效还原水相蒽醌。该技术通过醌氢醌(quinhydrone)中间体实现高选择性反应,并有效避免热催化加氢过程中芳香族化合物的过度还原。该策略融合水相电化学与传统非水相工艺的优势,在实现快速动力学和传质的高电流密度电化学反应的同时
来源:Nature Chemistry
时间:2025-09-23
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体相水氧化还原介导CO2电还原中自由基途径C–C偶联的新机制
传统电催化理论认为化学反应仅发生在电极界面,但最新研究发现体相水(bulk water)的氧化还原化学可介导关键反应进程。以甲酸盐(formate)为模型电解质时,水体相中氢键的断裂会产生活性自由基,这些自由基进一步氧化甲酸盐生成C1中间体——该过程通过电子顺磁共振(EPR)、高分辨质谱(HRMS)和拉曼光谱(Raman spectroscopy)得以验证。浓度依赖性的氢键重构驱动了水体相自由基与活性中间体的级联生成,证明水并非惰性溶剂而是活跃的氧化还原介质。原位电化学分析显示,这些C1中间体迁移至铜(Cu)阴极表面,通过自由基介导途径实现C–C偶联。这一发现突破了电催化仅局限于界面过程的传统
来源:Nature Chemistry
时间:2025-09-23
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单细胞动态追踪揭示新生大鼠心肌细胞在应激诱导下的肥大与凋亡命运抉择机制
在心脏病学领域,心肌细胞肥大(hypertrophy)和凋亡(apoptosis)被认为是心力衰竭发生发展的两个核心病理过程。传统研究通常在群体水平观察这两种现象,但单个细胞如何在这两种截然不同的命运之间做出抉择——一个是渐进式的"模拟"命运(肥大),另一个是决定性的"数字"命运(凋亡)——始终是个未解之谜。这种决策机制的理解对于区分病理性肥大(伴随凋亡)和代偿性肥大(无凋亡)具有重要意义。为了揭示单个细胞如何决定生长或死亡,弗吉尼亚大学的研究团队开发了一种创新的高内涵显微镜方法,能够同时追踪新生大鼠心肌细胞的单细胞动力学。这项发表在《Journal of Molecular and Cell
来源:Journal of Molecular and Cellular Cardiology Plus
时间:2025-09-23
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Ac-SDKP与依普利酮联合应用在血管紧张素II诱导的小鼠心脏损伤中发挥叠加性心脏保护作用
高血压是心血管疾病的主要危险因素,也是心力衰竭(heart failure, HF)的重要诱因,其五年死亡率接近50%。从高血压进展为心力衰竭的过程涉及心脏的不良重构,表现为炎症反应、心肌细胞排列紊乱、纤维化及血管化减少。尽管现有药物如血管紧张素转换酶抑制剂(ACE inhibitors, ACEi)和醛固酮受体拮抗剂在一定程度上可延缓疾病进展,但临床中仍存在“醛固酮逃逸”现象及药物副作用等问题,因此寻找新的治疗策略和药物组合具有重要意义。本研究聚焦于两种具有心脏保护潜力的物质:一种是内源性四肽N-乙酰基-丝氨酰-天冬氨酰-赖氨酰-脯氨酸(Ac-SDKP),它具有抗纤维化、抗炎和促血管生成的作
来源:Journal of Molecular and Cellular Cardiology Plus
时间:2025-09-23
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胆固醇稳态失衡与肝移植预后:SREBF2/HMGCR表达作为早期移植物功能障碍和生存率的新型预测标志物
在全球器官短缺的严峻形势下,脂肪肝移植物的利用已成为肝移植领域的重大挑战。传统观点认为,肝脏脂肪变性程度是评估移植物可行性的主要指标,特别是当脂肪含量超过60%时通常会被弃用。然而,这种基于脂肪含量的简单分类法忽略了脂肪类型及其代谢调控的复杂性,导致大量边缘性移植物被不合理地浪费。随着代谢相关脂肪性肝病(MASLD)全球流行率的急剧上升,迫切需要更精确的生物学标志物来区分哪些脂肪肝移植物可以安全使用。发表在《Journal of Luminescence》上的这项突破性研究,由Anna Baulies、Sandra Torres等学者组成的国际团队完成,首次系统揭示了胆固醇代谢调控在肝移植预后
来源:Journal of Luminescence
时间:2025-09-23
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胆固醇稳态与基因表达谱:预测肝移植预后的新靶点与临床意义
肝移植(Liver Transplantation, LT)是治疗终末期肝病的重要手段,但随着肥胖和代谢相关脂肪性肝病(MASLD)的流行,脂肪肝供体的使用日益增多。脂肪肝移植物对缺血再灌注(I/R)损伤更为敏感,常导致早期移植物功能障碍(EAD)和移植物丢失(GL),严重影响患者生存。目前,临床主要依据宏观形态学评估(如脂肪变程度)判断供肝质量,但缺乏可靠的分子标志物来预测移植预后。因此,深入研究脂肪肝移植物中脂质代谢紊乱的分子机制,对提高肝移植成功率和扩大供肝池具有紧迫的临床意义。在这项发表于《Journal of Luminescence》的研究中,研究人员通过前瞻性队列设计,对174例
来源:Journal of Luminescence
时间:2025-09-23
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面向工业互操作与优化的AI驱动数字孪生语义模块化编排研究
在智能制造浪潮中,数字孪生(Digital Twin, DT)技术已成为连接物理世界与数字空间的核心工具,支持实时监控、预测性维护和流程优化。然而,当前大多数DT实施仍面临重大挑战:系统架构多为单体式设计,缺乏模块化灵活性;人工智能(AI)组件往往孤立运行,难以复用和协调;不同平台间的语义隔阂导致互操作性低下;更重要的是,环境可持续性指标(如能源消耗、CO2排放)很少被纳入实时决策逻辑,难以满足工业5.0的人本与可持续目标。为解决这些问题,Maria Gabriela Juarez Juarez等人开展了一项开创性研究,提出了一种语义化、模块化的AI驱动数字孪生编排架构。该研究发表于《Jour
来源:Journal of Industrial and Engineering Chemistry
时间:2025-09-23
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COVID-19感染对慢性肾脏病(CKD)患者血压影响研究:一项大规模回顾性队列分析
针对慢性肾脏病(Chronic Kidney Disease, CKD)患者群体中高血压(Hypertension, HTN)与COVID-19关联机制尚未明确的问题,研究人员开展了一项大规模回顾性队列研究。该研究纳入以色列Maccabi Healthcare Services医疗保险系统中85,502例确诊COVID-19的CKD患者(研究组)与136,645例未感染对照组,对比分析两组在感染时间点(T0)前后的血压变化。结果显示:研究组感染后收缩压平均降低1 mmHg(P=0.03),舒张压降低0.6 mmHg(P=0.004);对照组同期血压同样呈现下降趋势(收缩压-0.8 mmHg,舒
来源:Journal of Human Hypertension
时间:2025-09-23
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利用基因编辑BrSOC1基因培育晚抽薹大白菜杂交种提升可持续育种效率
通过基因组编辑技术对大白菜(Brassica rapa)中的SUPPRESSOR OF OVEREXPRESSION OF CO1(BrSOC1)基因进行靶向突变,研究人员成功开发出具有晚抽薹特性的创新种质。利用不含Cas9的BrSOC1双基因或三基因敲除系,分别与早抽薹自交系IL_20和天然晚抽薹系IL_JN06/IL_JN08进行杂交。令人瞩目的是,当与低表达BrSOC1s的晚抽薹系杂交时,F1杂交种表现出超越亲本的优异性状:抽薹时间显著延迟(最长可达12天),叶片产量明显提升。分子分析表明这些杂交种下游开花相关基因表达显著抑制,抽薹抗性甚至优于商业品种。该研究证明,将基因编辑获得的brs
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多组学整合揭示甘蓝型油菜缺钾适应机制:形态生理、转录组与代谢重编程的协同调控
多组学整合研究揭示了甘蓝型油菜(Brassica napus L.)对钾(K)缺乏的适应性响应机制,展现出形态生理、转录组和代谢重编程的协同调控网络。在低钾胁迫下,植株表现出叶片失绿、光合能力下降、根系生长受阻、活性氧(ROS)和脱落酸(ABA)过量积累,以及铁(Fe)、镁(Mg)离子稳态紊乱。通过基因本体(GO)和京都基因与基因组百科全书(KEGG)分析发现,差异表达基因和差异积累代谢物共同调控了离子吸收转运、淀粉与蔗糖代谢、氨基酸代谢以及植物激素信号转导等关键通路。研究鉴定出多拷贝家族基因中的核心钾转运蛋白,并首次提出角质层蜡质合成相关基因(如cuticular wax biosynthe
来源:Plant and Soil
时间:2025-09-23
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整合分类学揭示入侵性筑巢粉虱Paraleyrodes pseudonaranjae在印度的首次发现及其生态影响
通过整合分类学这一可靠且可行的分类学方法,研究人员对印度危害多种作物的筑巢粉虱属(Paraleyrodes,半翅目Hemiptera: 粉虱科Aleyrodidae)入侵种进行了形态学与线粒体DNA(mtDNA)的整合分析。在形态相似的筑巢粉虱样本(即Paraleyrodes bondari Peracchi和Paraleyrodes minei Iaccarino)中发现的种间特异性分化,揭示了在危害金露花(Duranta erecta L.)的P. bondari、Aleurotrachelus trachoides Back以及烟粉虱(Bemisia tabaci (Gennadius)
来源:Phytoparasitica
时间:2025-09-23
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综述:水分胁迫下植物碳水化合物代谢响应及其对产量和品质的影响
Abstract水分胁迫(包括干旱和涝渍胁迫)导致作物产量显著下降。糖类作为必需的能量储备和结构成分,在决定作物品质属性方面起着关键作用。可溶性糖的组成和浓度不仅与经济产量相关,还 critically 调节食用作物的风味特征和药用物种中生物活性化合物的生物合成。理解碳水化合物代谢与水分胁迫之间的关系对于提高作物产量和品质至关重要。碳水化合物化合物的变化水分胁迫下植物体内四类碳水化合物化合物——单糖(如葡萄糖、果糖)、二糖(如蔗糖)、寡糖(如棉子糖系列)和多糖(如淀粉、纤维素)——含量发生显著变化。例如干旱胁迫常引起蔗糖和脯氨酸的积累,作为渗透调节剂;而涝渍胁迫则可能导致淀粉降解加速,促进糖酵
来源:Phytochemistry Reviews
时间:2025-09-23
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多区段(MS)眼镜镜片调制传递函数与近视控制机制研究:光学成像质量对近视进展的影响
引言多区段(MS)眼镜镜片通过中心透明区域提供屈光矫正,并在周边区域设置多个正度数微透镜阵列,已被证实能有效延缓儿童近视进展。其作用机制争议集中于通过离焦效应或微透镜引入的对比度变化实现调控。本研究聚焦第二种可能性,通过建立MS镜片-眼组合光学系统的调制传递函数(MTF)模型,探索不同条件下的成像性能。方法采用Ansys Zemax OpticsStudio光学设计程序,计算单光镜片或Hoya MiyoSmart MS镜片与-4 D近视模型眼组合的远距MTF。条件包括:光轴重合的轴向与周边物体观测、眼旋转偏离镜片光轴以通过微透镜覆盖区观察物体,并评估各条件下的视觉分辨率。模型基于成人眼参数,瞳
来源:Ophthalmic and Physiological Optics
时间:2025-09-23
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散瞳诱导角膜地形与生物力学改变:圆锥角膜的新视角
研究人员通过静态Scheimpflug成像系统(Pentacam)和动态Scheimpflug成像技术(Corvis ST),系统评估了0.5%托吡卡胺散瞳对83例圆锥角膜(Keratoconus, KC)患者角膜参数的影响。研究显示散瞳后:•地形参数:前表面平均曲率(front mean keratometry)、前表面最大曲率(front maximum keratometry)、后表面平均曲率(back mean keratometry)、表面变异指数(index of surface variance)、中央圆锥角膜指数(central keratoconus index)及Belin
来源:Ophthalmic and Physiological Optics
时间:2025-09-23
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视觉之悦:探索健康眼与眼病患者视觉享受的差异与意义
背景视觉在全球范围内具有重要影响,预计到2050年,将有4.74亿人患有中度至重度视力损伤,另有3.6亿人患有轻度视力损伤。视力损伤对日常功能任务的影响通常通过功能测试和生活质量(QoL)问卷进行评估,例如美国国家眼科研究所视觉功能问卷-25(VFQ-25)。然而,现有评估主要关注视觉在功能任务中的作用(如驾驶、识别面孔),而视觉本身作为一种内在的享受来源(如欣赏日落、观看艺术作品)的价值却被相对忽视。这种视觉享受与功能导向的视觉使用之间的区别尚未得到充分探索,尤其是在视力损伤人群中。因此,本研究旨在通过结构化焦点小组,探讨健康人群和眼病患者对视觉享受的来源和重要性的看法,以及视觉享受如何随视
来源:Ophthalmic and Physiological Optics
时间:2025-09-23
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锌-硝酸根电池标准化测试指南的建立及其在电化学氮循环与可持续氨合成中的意义
工业硝酸盐(NO3−3)合成加剧了生态压力。锌-硝酸根(Zn-NO3−)电池能够同步实现污染物转化、原位氨合成和电能输出,但由于缺乏标准化测试方案,其性能数据存在显著不可比性。本研究首次建立了针对该电池系统的标准化测试指南。通过系统实验发现:阴极尺寸≥1 cm2可减轻毛细效应导致的测量失真;阳极电解液使用≥3 M KOH(氢氧化钾)可通过形成可溶性[Zn(OH)4]2−90%的NH3法拉第效率(Faradaic efficiency)以满足实际应用需求;采用阴离子交换膜(anion exchange membrane)的零间隙流动池(zero-gap flow cell)可降低94%内阻,实现
来源:Small Methods
时间:2025-09-23