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基于改进YOLOv8n模型的生物图像小目标检测方法及其在羽毛钩状体纳米级识别中的应用
引言随着生物学研究向微观世界深入,电子显微镜成像技术因其纳米级分辨率成为观察细胞结构和生物分子组装的关键工具。然而,高密度、相互遮挡、微小尺寸和形态多变的目标特性给精确识别带来挑战。本研究以鸽子羽毛钩状体——一种具有典型纳米级检测难度的生物结构为研究对象,通过改进YOLOv8n模型建立新型检测方法。材料与方法样本制备采集鸽子(Columba livia)初级飞羽P3-P9,经金涂层处理后使用钨丝环境扫描电镜(FEI Quanta 450)在2000倍放大下成像,构建包含2177张图像、6000个标注的数据集。数据增强采用镜像翻转、比例缩放和区域裁剪策略。模型改进基线模型YOLOv8n通过以下三
来源:Integrative Zoology
时间:2025-08-26
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氮化硅(Si3N4)对SARS-CoV-2和MERS-CoV的抗病毒效能研究及其在个人防护装备创新中的应用
1 引言新冠疫情暴发后,非药物干预措施如口罩成为阻断SARS-CoV-2传播的关键。氮化硅(Si3N4)作为一种FDA批准用于脊柱植入物的非氧化物陶瓷,其表面水解产生的氨(NH3)和一氧化氮(NO)等活性氮物种展现出广谱抗病毒潜力。既往研究证实其对流感病毒和SARS-CoV-2变异株的灭活作用,但α相与β相Si3N4的效能差异及在非织造布中的优化应用尚待探索。2 结果2.1 材料表征扫描电镜(SEM)显示α-Si3N4(AP4)颗粒呈等轴状,比表面积9.5091 m2/g;β-Si3N4(AP2)为六方晶系,表面经烧结助剂修饰后胺基团密度降低。2.2 时间依赖性灭活15% α-Si3N4悬浮液
来源:Frontiers in Microbiology
时间:2025-08-26
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综述:揭示巴尔干半岛的进展:21世纪初木本植物的体外生物技术
巴尔干半岛木本植物体外生物技术的突破与挑战区域生物多样性与研究背景巴尔干半岛作为欧洲生物多样性热点,拥有6,500种本土维管植物,其中大量为特有物种。复杂的地形和气候梯度为果树、林木和观赏树种提供了理想生境,但气候变化、病虫害入侵等威胁促使各国发展体外生物技术。塞尔维亚、希腊和保加利亚成为该领域区域领导者,而黑山、科索沃等地仍处于起步阶段。关键技术进展微繁殖体系优化:各国针对不同树种开发了定制化培养基配方,如阿尔巴尼亚在石榴(R: 13)和野生梨(R: 120)中应用临时浸没生物反应器(TIS),使增殖效率提升30%。塞尔维亚通过液氮冷冻保存(cryopreservation)结合液滴玻璃化法
来源:Frontiers in Plant Science
时间:2025-08-26
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综述:急性髓系白血病中流式细胞术与分子学可测量残留病灶的现状:检测方法、临床应用与挑战
Abstract急性髓系白血病(AML)的可测量残留病灶(MRD)检测技术正在重塑临床决策体系。通过多参数流式细胞术(MFC)、定量PCR(qPCR)和错误校正型新一代测序(NGS)三大方法,MRD可突破诊断时分子风险分层的局限,在10−2至10−6的灵敏度范围内捕捉残留病变,为个体化治疗提供关键依据。1. 引言欧洲白血病网(ELN)风险分层虽能指导初始治疗,但无法动态评估疗效。MRD通过检测形态学缓解后残留的白血病细胞,成为预后评估的"黑匣子解码器"。MFC凭借90%的普适性和快速周转优势,与灵敏度达10−6的qPCR(如NPM1突变检测)形成互补,而高敏感NGS则使FLT3-ITD等突变检
来源:Leukemia & Lymphoma
时间:2025-08-26
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褐岩海参(Holothuria glaberrima)肠道系统宏基因组库中原核微生物群落特征及其生物技术潜力解析
这项突破性研究解码了褐岩海参(Holothuria glaberrima)肠道微生物的奥秘。科研团队从波多黎各Piñones海滩采集13个样本,创新性地将肠道系统分为洗涤肠道(WI)、肠道内容物(CW)、粪便(FC)和完整消化系统(DS)四组。通过冻融-溶菌酶-SDS(十二烷基硫酸钠)三重破壁法提取DNA,构建包含267,405个克隆的fosmid文库。采用Illumina MiSeq平台对V3-V4可变区进行2×300bp双端测序,引物选用CCTACGGGNGGCWGCAG和GACTACHVGGGTATCTAATCC。经QIIME-2分析流程处理,DADA2算法去噪后获得233,370条高质
来源:Microbiology Resource Announcements
时间:2025-08-26
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基于大语言模型引导的水产养殖网箱自适应检测系统AquaChat:智能ROV框架的创新应用
亮点本研究首次将LLM的语义理解能力与ROV的精准控制相结合,针对水产养殖网箱检测的特殊需求(如近距离机动、实时结构调整)开发了专用框架。通过自然语言交互,操作者可直接下达"检测网箱东北角破损"等高级指令,系统能自主生成最优检测路径并动态规避障碍物。问题阐述水产网箱检测面临三大核心挑战:(1) 水下环境动态性强(能见度t、洋流扰动);(2) 网箱结构复杂(三维曲面、生物附着物);(3) 传统预编程ROV缺乏实时应变能力。AquaChat通过zt传感器反馈与q指令的闭环交互,实现了毫米级精度的自适应检测。框架概述系统采用革命性的三层架构:1.LLM规划层:将"全面检查网箱底部"等指令解析为符号化
来源:Aquacultural Engineering
时间:2025-08-26
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综述:气候智慧型水产养殖:缓解气候变化对渔业和沿海农业影响的创新与挑战
气候智慧型水产养殖的革新之路温度变率对水生物种的连锁效应全球升温显著影响鱼类生理机能,从神经内分泌调节到免疫应答均受干扰。双壳类对热应激尤为敏感,如红鲍(Haliotis rufescens)种群因母体供给差异表现出不同的OA耐受性。基因选择技术已使大西洋鲑(Salmo salar)获得每代8%-12%的遗传增益,三倍体贻贝(Mytilus edulis)相比二倍体展现出更强的足丝附着力和滤食效率。海洋酸化与生物钙化危机大气CO2浓度升高导致海水pH值下降,严重影响贝类幼体发育。中国桑沟湾的IMTA系统通过海带-扇贝-牡蛎混养,实现年产量24万吨的同时促进营养盐循环。巴西的生物絮团系统则利用对
来源:Aquaculture and Fisheries
时间:2025-08-26
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台湾地区鸡白细胞原虫病血清学监测及rR7抗原ELISA诊断技术的应用评估
在台湾亚热带气候条件下,一种名为鸡白细胞原虫病(Leucocytozoonosis)的寄生虫病正持续威胁家禽健康。这种由库蠓(Culicoides arakawae)传播的疾病,其病原体Leucocytozoon caulleryi(L. caulleryi)会在鸡只体内引发贫血、产蛋下降和绿色腹泻等症状。尤其值得注意的是,台湾地区因水稻田密布和开放式鸡舍设计,使得这种疾病每年有长达8个月的流行期,造成严重经济损失。然而,传统诊断方法如血液涂片和PCR检测存在灵敏度低、检测窗口期短等问题,导致许多早期感染被漏诊。为解决这一难题,由台湾中兴大学动物科学系领衔的研究团队开展了一项开创性研究。研究人
来源:Poultry Science
时间:2025-08-26
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高性能生物基环氧Vitrimers:可调热力学性能、机械性能与可回收性的创新研究
Highlight本研究通过甘油三缩水甘油醚(Gte)与三(4-羟基苯基)甲烷三缩水甘油醚(Tmte)的共聚,结合含亚胺键的生物基固化剂,开发了高性能环氧Vitrimer(GTV-4)。动态亚胺键(C=N)通过亚胺交换反应(imine metathesis)实现网络重排,赋予材料自修复、形状记忆及可降解性(Scheme 2)。Materials实验材料包括甘油三缩水甘油醚(Gte)、三(4-羟基苯基)甲烷三缩水甘油醚(Tmte)、香草醛(vanillin)及碳纤维织物(0/90°编织)。Synthesis, thermal and mechanical properties of epoxy
来源:Placenta
时间:2025-08-26
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两性离子SBMA基纳滤膜的合成技术、抗污染机制及未来展望:应对全球水危机的创新解决方案
Highlight两性离子SBMA基纳滤膜:合成技术、抗污染机制与未来展望分类与污染机制理解膜污染机制需深入探究结构-性能关系。Ostuni提出抗污染材料的四大特性:亲水性、电中性、氢键受体存在和氢键供体缺失。尽管羟基富集材料存在例外,但SBMA通过同时携带阳离子(-N+(CH3)2)和阴离子(-SO3-)基团,形成致密水合层,赋予膜表面超亲水性和电荷中性,从而有效抵抗蛋白质吸附和生物膜形成。应用基础原理纳滤膜通量(flux)计算公式为J = V/(A×Δt),其中A为膜有效面积(cm2),V为渗透水体积(L),Δt为渗透时间(h)。通量衰减率(FDR)反映污染程度,计算公式为FDR = 1
来源:Placenta
时间:2025-08-26
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褐藻U/V性染色体的起源与演化轨迹:揭示4.5亿年性别决定系统的保守与创新
在生命演化的长河中,性别决定机制呈现出令人惊叹的多样性。不同于人类熟悉的XX/XY或ZW/ZZ二倍体系统,褐藻等低等真核生物采用独特的U/V单倍体性别决定系统——减数分裂产生的孢子携带U染色体发育为雌配子体,携带V染色体则形成雄配子体。这种系统如何起源、演化并最终消亡,一直是进化生物学领域的未解之谜。研究团队通过对9种褐藻的高质量基因组分析,首次绘制出U/V性染色体4.5亿年的演化图谱。研究发现所有U/V物种共享同一套高度重排的祖先性染色体,其核心包含雄性决定基因MIN和6个配子体同源基因(gametologue)。这些基因编码跨膜蛋白、STE20激酶等参与配子识别和信号转导的关键元件,在单倍
来源:Nature Ecology & Evolution
时间:2025-08-26
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钾钴六氰铁酸盐纳米材料电极在电容去离子技术中实现铷离子的高效选择性回收
材料设计与表征研究团队开发了两种创新电极材料:钾钴六氰铁酸盐-活性炭(KCoFC-AC)和ZIF修饰的KCoFC(KCoFC@ZIF-AC)。扫描电镜(SEM)显示KCoFC@ZIF-AC电极表面形成了独特的层级结构,ZIF晶体(2-3 μm)均匀包覆在KCoFC颗粒上。X射线衍射(XRD)证实材料保留了立方晶系结构(2θ=17.5°、24.8°、35.4°),而氮气吸附测试揭示ZIF修饰使比表面积提升3倍至177.15 m2 g−1,平均孔径优化至17.92 nm。傅里叶变换红外光谱(FTIR)在2075 cm−1处检测到氰基特征峰,验证了KCoFC的成功合成。电化学性能解析循环伏安(CV)
来源:Small Structures
时间:2025-08-26
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YOLOv11-AIU:基于轻量化目标检测模型的番茄早疫病分级检测新方法
番茄作为全球重要的经济作物,其生产长期受到早疫病的严重威胁。这种由茄链格孢菌(Alternaria solani)引起的病害,在开花结果期尤为猖獗,可造成超过30%的产量损失。传统检测方法面对早期症状的低对比度特征、模糊病灶边界以及多尺度病变等挑战时往往力不从心,农民在田间常因误诊或延迟发现而导致防治时机延误。现有基于深度学习的检测模型虽然在准确率方面有所突破,但在处理不规则病灶形态、相邻严重等级区分以及嵌入式设备部署等方面仍存在明显局限。针对这些技术瓶颈,Xiuying Tang团队在《Plant Methods》发表了创新性研究成果。研究人员构建了包含6个严重等级的5,000张图像数据集,
来源:Plant Methods
时间:2025-08-26
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芒果核淀粉与柠檬草精油复合可食用涂膜技术延长番石榴低温贮藏期的可持续性研究
这项突破性研究将芒果加工废料中的核淀粉(Mango Kernel Starch, MKS)变废为宝,与具有抗菌特性的柠檬草精油(Lemongrass Essential Oil, LEO)联用,打造出新型可食用保鲜涂层。在10℃、85%-90%相对湿度的模拟冷链环境中,经过涂膜处理的番石榴展现出惊人的保鲜效果:贮藏12天后,处理组果实重量损失(PLW)仅3.89%,远低于对照组10.56%;抗坏血酸(Ascorbic Acid, AA)含量保持在201.45 mg/100g高位;果实硬度达6.45牛顿(N),是对照组的近两倍。更令人振奋的是,涂层使番石榴的呼吸高峰推迟至21天出现(21.34
来源:Starch - Stärke
时间:2025-08-26
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高效复合菌群降解四氢呋喃的代谢通路解析及固定化微球强化技术研究
四氢呋喃(THF)这个顽固的有机污染物正在悄悄威胁着我们的生态环境。科学家们发现,某些"超级菌群"能通过精妙的代谢魔法将其分解:首先由单加氧酶(monooxygenase)这个生物催化剂在THF分子上添加羟基,促使环状结构开环变身4-羟基丁醛(4-hydroxybutanal),接着继续氧化成4-羟基丁酸(4-hydroxybutyric acid),最终彻底矿化成无害的CO2和H2O。为了让这些微生物"小工人"更高效地工作,研究人员用海藻酸钠(sodium alginate)和壳聚糖(chitosan)为它们打造了舒适的"微球公寓"。通过Box-Behnken响应面法精心设计,这些直径仅毫米
来源:Antonie van Leeuwenhoek
时间:2025-08-26
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德国生物基二氧化碳去除技术的区域情景分析:实现气候中和的多路径探索
摘要生物基二氧化碳去除(bioCDR)作为德国实现2045年气候中和目标的必要补充策略,涵盖生物能源碳捕集与封存(BECCS)、自然碳汇增强和生物基建筑材料等多路径。研究通过区域利益相关者参与,识别出政策、社会、技术经济和生物质生态四大类14个关键驱动因素,构建了四类情景叙事,揭示了政治意愿和社会接受度是影响部署的核心杠杆点。1 引言1.1 生物基二氧化碳去除大气中仅占0.04%体积的CO2是全球变暖主因。德国需在2050年通过bioCDR抵消45-80 Mt CO2当量残余排放。相比直接空气捕集等技术,bioCDR具有生态系统服务协同效益、低能耗和高技术成熟度(TRL 8-9)优势,但大规模
来源:GCB Bioenergy: Bioproducts for a Sustainable Bioeconomy
时间:2025-08-26
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综述:血流限制训练:预防和治疗老年人肌肉减少症的新方法
1 引言70% 1RM)易引发损伤且患者依从性差。血流限制训练(BFRT)通过近端肢体加压创造局部缺血缺氧环境,以20%-30% 1RM的低负荷即可激活多重促肌肥大机制,成为临床新选择。2 BFRT干预肌肉减少症的生物学机制2.1 促进合成代谢激素分泌生长激素(GH)和胰岛素样生长因子-1(IGF-1)通过PI3K/Akt通路调控蛋白合成。BFRT可使老年受试者GH水平从0.9±0.7 ng/mL升至3.1±1.3 ng/mL,但年龄会削弱GH反应(p=0.02)。IGF-1在91岁患者中经3个月BFRT后显著升高,但其作用可能被肌肉抑制素(MSTN)下调所部分替代。2.2 调控蛋白质代谢mT
来源:Frontiers in Physiology
时间:2025-08-26
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多模态预防心脏病学在心力衰竭综合管理中的创新应用与未来展望
本期《欧洲预防心脏病学杂志》(European Journal of Preventive Cardiology)深入探讨了多模态预防策略在心力衰竭(Heart Failure, HF)临床管理中的前沿进展。由Volterrani等学者领衔的跨学科团队代表欧洲心脏病学会(ESC)旗下两大权威机构——心力衰竭协会(HFA)与欧洲预防心脏病学协会(EAPC),共同发布了题为《心力衰竭患者生活质量:核心问题》的科学共识声明。该研究系统梳理了经过验证的HF专用生活质量(Quality of Life, QoL)评估工具,涵盖通用量表与疾病特异性量表的协同应用,并创新性地开发出适用于不同HF分型(射血分
来源:European Journal of Preventive Cardiology
时间:2025-08-26
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机械球磨与烧结联用原位合成Al-Si/SiC纳米复合材料的创新工艺及性能研究
在追求轻量化的航空航天和汽车工业领域,铝基复合材料(AMCs)因其优异的强度重量比备受关注。其中碳化硅(SiC)增强铝硅合金因其高硬度、耐磨损和热稳定性成为研究热点。然而传统工艺面临两大瓶颈:外源添加SiC易产生界面污染导致结合力弱,而直接原位合成又难以控制颗粒尺寸和分布。更棘手的是,高温反应易生成有害的Al4C3相,遇水分解会严重损害材料耐久性。如何通过可控工艺获得界面清洁、纳米级分散的SiC增强体,成为突破性能天花板的关键挑战。为破解这一难题,德黑兰大学的Ali Nourozi团队在《Heliyon》发表创新研究,提出"机械活化-中间相转化"的梯度反应路径。区别于传统直接合成法,该工作巧妙
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从自然界的致命攻击到安全防护:基于螳螂虾启发的超快能量转换技术及其在智能监控中的应用
在自然界中,螳螂虾以其惊人的攻击速度闻名——其附肢加速度可达106 rad/s2,能产生空化气泡和冲击波。这种高效的生物力学能量转换机制长期吸引着科研人员的注意,但将其转化为实用能源技术仍面临挑战。传统电磁能量采集器普遍存在功率密度低(通常<100 W/m3)、依赖特定激励频率等问题,限制了其在物联网和智能监控领域的应用。为解决这一技术瓶颈,香港科技大学(广州)的Guobiao Hu团队与香港中文大学合作,在《Device》发表了突破性研究。该工作通过仿生学方法,将螳螂虾的"弹簧-锁存"攻击机制转化为可工程化的能量采集系统。研究人员设计了双锁存机构(自锁锁存和按钮锁存)模拟生物锁存系统,结合磁