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  • 基于风格迁移学习的单细胞空间转录组数据插补方法SpaIM:提升基因覆盖与空间解析

    引言空间转录组(ST)技术虽能解析组织空间结构,却受限于基因覆盖不全(如CosMx SMI仅检测数千基因)和信号稀疏性。单细胞RNA测序(scRNA-seq)虽提供高维度基因表达,但缺乏空间信息。现有整合方法(如Tangram、gimVI)依赖局部对齐,难以充分挖掘跨平台数据潜力。方法SpaIM架构:1.递归风格转移层(ReST):核心组件包含内容编码器(C(l))、风格编码器(S(l))和解码器(D(l)),通过层级特征融合实现内容-风格解耦。2.双模块设计:•ST自编码器:以scRNA-seq为参考,分解ST数据为内容(hst(l))和风格(gst(l))。•ST生成器:提取scRNA-s

    来源:Nature Communications

    时间:2025-08-25

  • 基于微流控芯片的术中病原体快速检测技术:活菌鉴定与核酸同步分析新策略

    Highlight本研究开发了一种术中病原体快速检测(IPRD)芯片,可同步实现四大核心功能:1.存在性检测:AI显微成像系统10分钟完成初筛2.活菌定量:SYTO 9/PI双染荧光技术区分存活病原体3.菌种鉴定:电穿孔(Electroporation)高效裂解结合LAMP特异性扩增4.浓度分析:微流控平行通道实现多靶标并行检测材料与试剂芯片采用PDMS(聚二甲基硅氧烷)和聚酰亚胺薄膜制备,关键试剂包括:•活/死染色剂:Thermo Fisher的SYTO 9/PI荧光染料•核酸扩增:New England Biolabs的WarmStart LAMP试剂盒•阳性对照:白色念珠菌(C. alb

    来源:Biosensors and Bioelectronics

    时间:2025-08-25

  • 基于近红外荧光纸基侧流试纸条的血浆microRNA高灵敏度检测技术

    亮点近红外荧光探针与试纸条设计:本研究采用花菁7(Cyanine 7)染料封装的二氧化硅纳米颗粒作为近红外荧光(NIRF)探针,其发射波长为773 nm(位于NIR-I窗口)。如图S3所示,这些纳米颗粒具有62.5±2.6 nm的均一粒径和球形形貌。通过将数十个染料分子封装在单个二氧化硅纳米颗粒中,不仅显著增强了荧光强度(相比单体染料),还改善了光稳定性——这是传统有机NIR染料常面临的挑战。材料与仪器实验使用1-乙基-3-(3-二甲氨基丙基)碳二亚胺(EDC)、N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)等标准生化试剂(购自Sigma-Aldrich)。采用磷酸盐缓冲液(PBS, pH=7.4)作为基础介质

    来源:Biosensors and Bioelectronics

    时间:2025-08-25

  • 综述:木质纤维素特性改良的绿色方法:降低顽固性以促进可持续生物乙醇生产的最新进展

    机械加工与干燥处理木质纤维素生物质预处理前需经过机械粉碎(刀片研磨与球磨)和干燥处理。球磨能显著降低颗粒尺寸,增加比表面积,使纤维素氢键网络更易被酶解。研究发现粒径小于0.4 mm时酶解糖化率可提升30%,但过度粉碎会导致能耗增加。预处理技术革新传统酸碱预处理会产生呋喃醛等抑制剂,而绿色方法如液态热水预处理(160-240°C)能选择性保留半纤维素阿拉伯糖(Ara),使Xyl/Ara比值降低40%。蒸汽爆破(1.5-3.5 MPa)可破坏木质素-碳水化合物复合体(LCC),使纤维素可及度提高2-3倍。遗传修饰与农业实践通过CRISPR技术调控木质素合成途径(如下调CCR基因),可使杨树木质素S

    来源:Biomass and Bioenergy

    时间:2025-08-25

  • 耦合生物质水热碳化与绿色溶剂萃取技术实现废弃物高值化利用的创新方法

    随着全球对可持续发展和循环经济的重视,如何高效利用农业废弃物成为关键科学问题。稻壳等木质纤维素生物质富含碳水化合物,传统处理方式往往造成资源浪费。水热碳化(HTC)作为一种新兴的热化学转化技术,能在温和条件下(通常200-250°C)将湿生物质转化为高能量密度的水热炭(HC),同时产生富含平台化学品的工艺水(PW)。然而,现有研究多聚焦于HC的燃料特性优化,对PW中高值化学品的回收利用关注不足,导致资源利用率低下。针对这一瓶颈,意大利拉奎拉大学的Luca Taglieri和Alberto Gallifuoco在《Biomass and Bioenergy》发表创新研究。他们首次提出将疏水性低共

    来源:Biomass and Bioenergy

    时间:2025-08-25

  • Spike-Accum®生物偶联蛋白疫苗:一种高效诱导SARS-CoV-2特异性免疫的新型疫苗技术

    研究背景COVID-19大流行暴露了现有疫苗技术的局限性:mRNA疫苗需要超低温储存,而蛋白疫苗免疫原性较弱。刺突蛋白(Spike, Sp)作为SARS-CoV-2感染的关键媒介,其受体结合域(RBD)与ACE2受体的相互作用是疫苗设计的核心靶点。但传统Sp蛋白疫苗面临内体逃逸效率低、抗原呈递不足等挑战,亟需创新技术突破这些瓶颈。关键技术方法研究团队采用Accum®(一种由胆酸与SV40核定位信号组成的分子)通过硫醇-马来酰亚胺化学偶联技术修饰Sp蛋白。通过圆二色谱(CD)和冷冻电镜(cryo-EM)验证蛋白结构稳定性,表面等离子共振(SPR)分析抗体中和能力,并在C57BL/6小鼠、新西兰兔

    来源:iScience

    时间:2025-08-25

  • 基于连接依赖性探针扩增技术(LPA)实现8-氧代鸟嘌呤(8-oxo-dG)和无嘌呤位点的链特异性定量分析

    在基因组稳定性研究中,氧化性DNA损伤一直是困扰科学家的难题。其中8-氧代-7,8-二氢鸟嘌呤(8-oxo-dG)作为最常见的诱变损伤,不仅会导致点突变和基因组不稳定,近年还被发现可能作为表观遗传标记参与转录调控。然而,现有检测技术如质谱和免疫荧光无法实现单核苷酸分辨率的链特异性分析,而高通量测序方法又存在覆盖偏差和链特异性信号解析困难等问题。这种技术瓶颈严重限制了对氧化损伤动态及其生物学功能的深入理解。来自意大利那不勒斯费德里科二世大学的Antonio Pezone团队在《Redox Biology》发表的研究,开发了革命性的连接依赖性探针扩增技术(Ligation-Dependent Pr

    来源:Redox Biology

    时间:2025-08-25

  • 氢化硅烯纳米片通过调控巨噬细胞极化治疗废用性肌萎缩的创新研究

    在临床骨科和运动医学领域,废用性肌萎缩(Disuse Muscle Atrophy, DMA)始终是困扰医患双方的棘手难题。长期卧床、术后固定等制动状态会导致肌肉质量和功能进行性下降,不仅延缓康复进程,更可能引发跌倒等严重并发症。传统物理疗法和营养干预效果有限,究其根源在于对疾病过程中免疫微环境紊乱的认识不足。近年研究发现,肌肉组织中巨噬细胞的极化失衡是推动DMA发展的关键因素——促炎性的M1型巨噬细胞过度激活会分泌大量TNF-α等炎症因子,而具有修复功能的M2型巨噬细胞却受到抑制,这种"炎症风暴"直接加速了肌纤维降解。面对这一挑战,上海交通大学医学院Lubing Cai、Zhiqiang Z

    来源:Materials Today Bio

    时间:2025-08-25

  • 综述:核磁共振技术在大型RNA研究中的应用

    核磁共振技术解锁大型RNA结构之谜50核苷酸)当前PDB数据库中仅存46个超过50核苷酸的RNA溶液NMR结构,最大单链达155核苷酸(50.5 kDa)。传统方法受限于1H-13C强偶极耦合导致的快速横向弛豫,而分段15N标记技术成功解析了HCV IRES中315核苷酸结构域II的构象。RNA动态特性研究通过实时NMR和弛豫分析,发现HIV-1 5′-leader的356核苷酸二聚体存在微秒级构象交换。甲基-TROSY技术虽在蛋白质研究中突破1 MDa壁垒,但对RNA芳香族1H核效果有限。300核苷酸)结构探测核苷酸特异性氘代技术使712核苷酸(230 kDa)HIV-1 RRE的局部结构解

    来源:Journal of Molecular Biology

    时间:2025-08-25

  • 基于A算法域引导的多阶段双向启发式RRT植保无人机路径规划方法研究

    传统路径规划算法在农业无人机作业中常面临局部最优陷阱和监测效率低下等问题。针对这一挑战,本研究提出了一种基于A算法域引导的改进型Informed-RRT路径规划算法(A-MSRRT)。该算法通过多级分解策略将复杂路径智能分割为关键子段序列,并采用自适应节点密度分配机制动态响应路径复杂度变化,最终结合椭圆启发式采样与动态权重调整构建双层优化框架。在问题定义部分,研究将配置空间建模为X = Rd,其中障碍区域记为Xobs⊂X,自由空间为Xfree = X\Xobs。路径规划问题被形式化为三元组(Xfree, xstart, xgoal),需要满足全程无碰撞约束β(τ)∈Xfree。算法创新主要体现

    来源:Frontiers in Plant Science

    时间:2025-08-25

  • 基于图像-高光谱融合与改进深度残差网络的藜麦种子品种鉴定方法研究

    引言藜麦作为重要的粮饲兼用作物,其种子纯度直接影响产量和品质。传统鉴定方法如浮选法、显微分析等存在效率低、主观性强等问题。近年来,基于RGB图像的深度学习方法和高光谱成像(HSI)技术分别在表型特征提取和内部成分分析方面展现出优势,但单一模态数据存在信息局限。材料与方法数据采集:研究采用吉林农科院提供的8个藜麦品种共12,800粒种子,按7:2:1划分训练集/验证集/测试集。RGB图像通过尼康D7100相机获取,高光谱数据使用FieldSpec4地物光谱仪采集350-2500nm波段。创新性融合策略:1.将一维光谱数据转化为二维反射曲线图像,与224×224×3的RGB图像水平拼接,形成224

    来源:Frontiers in Plant Science

    时间:2025-08-25

  • 西班牙裔成人群体无脂质量密度显著高于尸体参考值:基于四室模型(4C)的创新发现

    最新研究揭示了西班牙裔成年人群体在身体成分方面的独特特征。通过先进的四室模型(4-compartment model, 4C)测量技术,科学家们发现该人群的无脂质量密度(fat-free mass density)明显高于传统尸体解剖获得的参考值。这项发现犹如打开了人体成分研究的"潘多拉魔盒",提示我们既往基于尸体解剖数据建立的评估标准可能需要重新审视。研究采用的水下称重(hydrodensitometry)、双能X线吸收法(DXA)等"黄金标准"测量技术,确保了数据的可靠性。这些发现不仅为临床营养评估提供了更精准的种族特异性参考,更为理解不同人群在代谢性疾病风险方面的差异提供了新的视角,堪称

    来源:Journal of the American Nutrition Association

    时间:2025-08-25

  • 基于Sentinel-2影像的多维光谱分解与集成学习融合方法提升灌溉农田土壤水盐含量动态评估精度

    Highlight盐渍化灌区中,水盐交互作用显著影响作物冠层光谱行为(p<0.05),导致传统光谱指数(SI)与土壤水(SWC)/盐(SSC)的映射关系复杂化。本研究通过非线性回归量化水盐胁迫对SI的协同效应,发现ARVI和SI5对盐分梯度响应最敏感,而VSDI和CIG能有效区分水分梯度。Value of SI among soil water-salt levels不同水盐梯度下SI表现显著差异:VSDI、LSM等可区分4个水分等级(W1-W4),而SI7、CIG在盐分分级(S1-S3)中表现优异。值得注意的是,GRVI等指数对中度水分胁迫(W1-W2)不敏感,但对重度胁迫(W3-W4)区分

    来源:Computers and Electronics in Agriculture

    时间:2025-08-25

  • 融合无人机与背包LiDAR协同多尺度估算中美鹅掌楸混交林地上生物量的创新方法

    Highlight亮点种子点驱动的背包与无人机LiDAR数据匹配展现出卓越性能,配准误差仅9.72 cm,显著提升单木分割精度(F值从0.76跃升至0.87)。我们开发的DBH创新算法融合连续体元素、法向量角、KD树平滑及最小二乘圆拟合技术,实现厘米级精度(R2=0.89,RMSE=1.78 cm)。Section snippets研究片段Matching of backpack and UAV LiDAR data and individual tree segmentation背包与无人机LiDAR匹配及单木分割配准前后的点云可视化对比(图4)生动展示了本研究的创新配准效果。基于邻域特征空

    来源:Computers and Electronics in Agriculture

    时间:2025-08-25

  • 基于频率增强与跨模态嵌入生成的24小时精准绵羊面部识别技术研究

    Highlight本研究提出的SheepNet模型通过三项核心技术突破传统限制:(1)采用近红外(NIR)查询图像实现全天候可用性;(2)浅层双流(SDS)架构在浅层保留模态特异性特征,深层共享权重提取共性特征;(3)频率特征解耦增强(FFDE)模块通过高频(羊毛纹理)和低频(面部结构)信息协同提升判别力,配合嵌入式多样化生成(EDG)模块优化跨模态嵌入空间。Discussion with different sheep identification works如表4所示,与传统绵羊识别方法相比,本研究在指标设计上具有显著优势:当采用CMC-1作为预测指标时,其功能等效于分类任务中的准确率,但

    来源:Computers and Electronics in Agriculture

    时间:2025-08-25

  • 温度响应型接枝聚(N-异丙基丙烯酰胺)在微藻采收中的创新应用研究

    Highlight材料N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)、过硫酸铵(APS)、四甲基乙二胺(TEMED)和莫尔盐均购自美国Fisher Scientific公司。实验用微藻Nannochloropsis oculata(UTEX 2164)及其培养基(改良人工海水培养基)购自德克萨斯大学奥斯汀分校藻种保藏中心。培养基(UTEX藻种保藏中心,2024版)在4℃保存备用。PNIPAM在织物基底材料上的接枝图1a比较了三种接枝方法制备的棉织物接枝率。加热接枝法制备的PNIPAM接枝棉织物获得最高接枝率(3.25 mg/cm2)。等离子体预处理促进了接枝共聚反应,而加热条件有利于均聚反应进行。通常在聚合

    来源:Bioresource Technology

    时间:2025-08-25

  • 基于YOLOv11增量学习的番茄表型性状高精度检测方法研究

    研究背景与意义在全球气候变化和粮食安全压力下,番茄作为全球消费量前三的农作物,其产量预计将比1989年下降66%。传统表型分析依赖人工目测,效率低下且难以应对海量数据。尽管高通量表型(HTP)平台能获取大量数据,但现有深度学习模型存在三大瓶颈:静态数据假设忽略植物生长动态性、小目标检测精度不足、模型难以适应不同采集环境。这些挑战促使Angelo Cardellicchio团队探索更智能的解决方案。关键技术方法研究采用意大利PhenoLab实验室的1673张高分辨率番茄图像(in-lab数据集)和田间采集的低分辨率图像(in-field数据集),通过五阶段实验设计:1)系统评估YOLOv5/YO

    来源:Smart Agricultural Technology

    时间:2025-08-25

  • 基于多任务YOLO11-Mamba与无人机遥感技术的玉米出苗质量智能评估研究

    在全球气候变化加剧的背景下,玉米(Zea mays L.)作为世界第一大粮食作物,其产量稳定性面临严峻挑战。特别是在出苗期,高温干旱等极端天气会显著影响出苗质量,进而影响最终产量。传统人工田间调查方法效率低下,而现有基于无人机遥感的技术多依赖矩形边界框(RBB)检测,难以准确捕捉玉米幼苗的不规则生长形态和精确株心位置,导致出苗质量评估存在显著误差。南方科技大学微电子学院的研究团队在《Smart Agricultural Technology》发表的研究中,创新性地将前沿的Mamba模块引入YOLO11目标检测框架,开发出多任务YOLO11-Mamba模型。该研究首先构建了包含28,385张无人

    来源:Smart Agricultural Technology

    时间:2025-08-25

  • 基于多源图像融合与监督机器学习的无土栽培欧芹根腐病早期检测技术研究

    在设施农业快速发展的背景下,水培叶菜生产面临根腐病的严重威胁。这类由Pythium和Phytophthora等卵菌引起的病害,通过循环灌溉系统迅速传播,可导致毁灭性损失。传统检测方法依赖肉眼观察根系症状,但水培系统封闭的特性使得早期诊断异常困难。当冠层出现可见症状时,往往已错过最佳防治时机。更棘手的是,这类病原体还可能产生霉菌毒素,威胁食品安全。当前基于单一传感器的机器视觉技术,如仅用多光谱或3D成像,各自存在局限性——形态特征对早期生理变化不敏感,而光谱特征难以捕捉缓慢的结构改变。如何突破"看不见的病害"检测瓶颈,成为设施农业智能化管理的核心挑战。纽卡斯尔大学团队在《Smart Agricu

    来源:Smart Agricultural Technology

    时间:2025-08-25

  • 基于多源数据驱动的长期农业实验参考站点优化选择方法研究

    在应对气候变化的全球背景下,农业土地利用转型成为关键策略,但评估转型效果却面临巨大挑战。当一片传统农田改造成光伏农场或种上树木后,如何判断观测到的土壤碳变化是源于管理措施还是原本就存在的空间异质性?这个看似简单的问题困扰着众多农业生态学家。目前70%的欧洲温带农林复合系统研究直接使用相邻农田作为对照,却忽视了这些"邻居"可能在土壤质地、微气候甚至耕作历史上存在显著差异。为破解这一难题,来自德国莱布尼茨农业景观研究中心(ZALF)的Nishita Thakur团队在《Smart Agricultural Technology》发表创新研究。团队以德国Villmar的Gladbacherhof实验

    来源:Smart Agricultural Technology

    时间:2025-08-25


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