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增强机械性能的纤维素基气凝胶纤维:热绝缘与湿度响应的创新突破
Highlight气凝胶纤维凭借高孔隙率、低导热性和独特纳米凝胶网络结构,成为热绝缘(thermal insulation)的理想材料。然而,其机械性能差和功能单一仍是瓶颈。本研究通过湿法纺丝结合聚二烯丙基二甲基氯化铵(PDDA)表面修饰,制备了细菌纤维素/氧化石墨烯(BC/GO)气凝胶纤维,兼具优异热绝缘性能(孔隙率82.3%,孔径<50 nm)和增强机械性能(拉伸强度0.409 MPa,韧性140.44 kJ m−3)。湿度响应实验中,PDDA离子释放使纤维导电性显著提升,模拟呼吸测试显示1.8秒快速响应和高灵敏度,为智能纺织品和柔性传感器开辟新路径。Materials实验材料包括:细菌纤
来源:International Journal of Biological Macromolecules
时间:2025-08-24
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突破cfRNA液体活检瓶颈:RARE-seq降噪技术开启肿瘤无创检测新纪元
在液体活检发展史上,细胞游离RNA(cfRNA)的临床应用始终面临背景噪声的技术壁垒。最新突破性研究通过创新性降噪算法,成功构建了RARE-seq技术平台。这项革命性进展不仅实现了高精度转录组(transcriptomic)分析,更在癌症检测与动态监测领域展现出卓越性能。通过解构cfRNA分子特征,该技术为肿瘤无创诊断提供了全新工具,标志着液体活检从科研向临床转化的关键转折。研究团队开发的降噪核心算法,有效解决了传统cfRNA检测中信噪比低的痛点,使得微量肿瘤特异性转录本得以精准捕获。
来源:TRENDS IN Pharmacological Sciences
时间:2025-08-24
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磁共振肾小管容积分数测绘技术揭示呋塞米利尿干预下的肾脏微循环动态变化
引言肾脏作为人体精密的水盐调节器官,其肾小管内的流体容积(TVF)波动与多种肾脏疾病密切相关。传统诊断手段无法无创量化TVF变化,而磁共振(MR)技术通过解析横向弛豫时间(T2)的多组分衰减特性,为这一难题提供了突破性解决方案。研究团队创新性地将MR-TVF测绘技术应用于呋塞米利尿干预模型,揭示了药物作用下肾脏微循环的动态重构过程。方法学突破研究采用9.4T超高场MRI系统,通过双指数分解T2衰减曲线:短T2组分(10-40ms)对应肾实质和血液,长T2组分(固定150ms)特异地标记 tubular fluid。光谱分析显示这两个组分在皮质、外髓和内髓呈现显著差异分布。为验证准确性,团队构建
来源:Acta Physiologica
时间:2025-08-24
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荧光微球标记技术揭示三种海水鱼幼体活饵偏好性及其在水产养殖中的应用价值
在海洋观赏鱼贸易蓬勃发展的背景下,野生捕捞仍是主要供应方式,但面临资源可持续性挑战。据统计,全球海洋观赏鱼贸易年产值达2-3.3亿美元,但仅338种实现人工繁殖,不足交易种类的19%。这一现状凸显了发展海水鱼人工育苗技术的紧迫性,而幼体开口饵料的选择正是制约育苗成功的关键瓶颈。目前海水鱼育苗普遍采用轮虫(Brachionus)和卤虫(Artemia)无节幼体作为开口饵料,但这些饵料与自然环境中幼体摄食的浮游生物组成存在显著差异。野生环境中,鱼类幼体主要摄食桡足类无节幼体、纤毛虫等微小生物。这种人工饵料与自然食性的不匹配,导致许多高价值鱼种育苗成活率低下。特别是对于口器较小的品种,常规轮虫因体积
来源:Aquaculture Reports
时间:2025-08-24
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基于症状机制行为任务组识别临床高风险精神病个体的创新研究
精神病谱系障碍是全球致残的重要原因,早期识别临床高风险精神病(CHR-P)个体对疾病干预至关重要。然而现行金标准——结构化临床访谈(如SIPS)耗时1.5-2小时且需专业培训,而自评量表又受限于患者自知力不足。这形成了精神病早期识别的"双重困境":要么耗费巨大资源,要么牺牲准确性。更复杂的是,普通人群中约10-15%存在精神病样体验(PLEs),如何将其与真正高风险者区分成为临床难题。在此背景下,由Trevor F. Williams等15位学者组成的CAPR联盟提出创新思路:转向症状背后的神经认知机制,开发客观、可量化的行为任务组。研究团队从计算精神病学视角出发,精选11项任务组成测试电池,
来源:Translational Psychiatry
时间:2025-08-24
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量子点侧流免疫层析技术超灵敏检测禽类冲洗液与牛奶中葡萄球菌肠毒素B
这项突破性研究将高荧光量子点(QD)标记技术引入侧流层析(LF)试纸条,显著提升了传统胶体金或乳胶颗粒标记方法的灵敏度。针对重要食源性生物毒素——葡萄球菌肠毒素B(SEB),优化设计的红色QD-LF检测系统展现出卓越性能:在鸡肉冲洗液中达到1.25 ppb(ng/ml),全脂牛奶中78 ppb(ng/ml)的检测限,仅需15分钟即可通过肉眼观察或专业荧光读数仪获取结果。研究团队采用多模态荧光侧流成像系统进行检测开发,发现量子点标记不仅对复杂基质(如牛奶)干扰具有更强抗性,其超高灵敏度特性更完美契合了侧流试纸条快速简便的优势。尽管现有其他SEB检测方法可能具备更低检测限,但该工作证明QD-LF技
来源:Journal of Fluorescence
时间:2025-08-24
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摇瓶培养中粘度和氧传递速率的同步在线监测技术开发与应用
在微生物发酵领域,摇瓶培养因其操作简便、成本低廉而成为早期工艺开发的主力军。然而,当遇到高粘度培养体系——比如生产生物聚合物的细菌或丝状真菌时,传统方法面临巨大挑战:粘度变化会显著影响混合效果和氧传递效率,但现有技术无法实现实时监测。研究人员不得不频繁取样进行离线检测,不仅效率低下,还可能因中断培养过程而影响实验结果。这种"盲人摸象"式的操作严重制约了生物工艺的开发效率。针对这一瓶颈,来自德国亚琛工业大学的René Hanke、Michaela Sieben等研究者开发了ViMOS系统,其创新性在于通过光学方法捕捉摇瓶中液体前沿角θ的变化,建立与粘度的定量关系。这项发表于《Journal of
来源:Journal of Biological Engineering
时间:2025-08-24
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基于机器学习的石油馏分与汽油痕迹识别:实测与合成GC谱图的创新应用
引言当前纵火案件调查中,石油馏分和汽油因易获取、易燃等特性成为主要助燃剂。传统依赖专家人工分析气相色谱-质谱(GC-MS)数据的方法耗时且主观性强。本研究提出基于机器学习(ML)的自动化分类框架,结合实测与合成GC谱图,显著提升分类效率。材料与方法数据集:以色列法医科学部(DIFS)提供了四类数据:181例真实火灾现场样本(PD/BZ/HR)、89例后续验证样本及两类参考数据库(汽油/石油馏分的不同蒸发程度样本)。样本经固相微萃取(SPME)和GC-MS处理,色谱图数字化为2924维向量。合成谱图算法:通过随机线性组合同类样本生成105条合成谱图,专家盲测显示其与真实谱图难以区分(正确识别率仅
来源:Molecular Informatics
时间:2025-08-24
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基于适配体亲和柱富集-免疫层析联用技术的饮用水镉(II)痕量检测新方法
饮用水中的镉离子(Cd(II))污染问题日益严峻,传统免疫层析试纸条(immunochromatographic strips)因灵敏度不足且易受共存离子干扰,难以满足痕量检测需求。这项研究创新性地构建了镉特异性适配体亲和柱(Cd-aptamer affinity column, Cd-AAC),通过固相萃取技术富集目标物后,采用乙二胺四乙酸(EDTA)洗脱,最终用免疫层析试纸条实现快速定量。研究系统优化了Cd-AAC制备工艺、固相萃取条件,考察了干扰离子影响及柱体重复使用性能。实验数据显示:10 mL水样预浓缩后,方法检出限低至0.1 µg/L,富集因子达10倍;在0.3和1.0 µg/L浓
来源:Journal of Separation Science
时间:2025-08-24
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基于UHPLC-MS/MS技术的雷芬那辛气雾剂定量分析与空气动力学粒径分布研究
气雾吸入疗法在慢性阻塞性肺病(COPD)治疗中展现出独特优势,既能快速起效又可降低全身副作用。作为长效支气管扩张剂,雷芬那辛通过雾化给药已证实可显著改善肺功能。然而,该药物气雾剂吸入浓度的精准定量始终是技术难点。最新研究突破性地建立了超高效液相色谱-串联质谱(UHPLC-MS/MS)检测体系,仅需120秒即可完成分析,检测下限达2 ng/mL,方法特异性与精密度俱佳。更令人振奋的是,气雾提取回收率高达98.5%,堪比"分子级捕手"的效能。研究团队采用注射器抽吸和撞击器采样双盲对照,发现15分钟雾化后两组数据惊人一致(0.98 vs 0.95 mg/m3),如同镜像般吻合。空气动力学粒径分布(A
来源:Journal of Separation Science
时间:2025-08-24
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三维磁性生物打印球体作为体外模型研究输卵管生理学的创新应用
引言早期胚胎死亡率高达40%,其中23%发生在输卵管内的胚胎发育阶段。由于体内研究输卵管存在采样困难和高成本等问题,开发体外模型成为迫切需求。传统二维(2D)培养系统存在细胞去分化缺陷,而三维(3D)培养能更好模拟组织复杂性。本研究首次将磁性3D生物打印系统(m3DB)应用于健康输卵管细胞,构建了输卵管磁球体(OMS)模型。结果与讨论实验I:球体细胞数量优化通过评估50,000至5,000细胞/球体的形成效率,发现10,000细胞球体(70%BOEC/30%BOSC)在48小时内无坏死核心,且基质细胞(BOSC)显著提升球体紧实度(p<0.01)。但单纯上皮细胞(BOEC-only)无法形成稳
来源:Molecular Reproduction and Development
时间:2025-08-24
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基于低共熔溶剂的创新提取策略优化黑刺李生物活性成分回收
这项突破性研究开创性地采用胆碱氯化物(ChCl)基低共熔溶剂(DES)技术,通过精确调控尿素、多元醇和有机酸的摩尔配比(1/1至2/1),构建了7种新型提取体系。令人振奋的是,傅里叶变换红外光谱(FTIR)证实ChCl/甲酸(2/1)组合展现出惊人的提取效率,其总酚含量(TPC)和总花青素(TAC)提取量分别突破52.34 mg没食子酸当量/克鲜重(mg-GAE/g-FF)和2.09 mg矢车菊素-3-葡萄糖苷/克鲜重(mg-cyn-3-glu/g-FF),抗氧化活性(AA)高达89.21%。更值得关注的是,通过Box-Behnken实验设计优化后的参数显示:当DES含水量达50%(v/v)、
来源:Chemistry & Biodiversity
时间:2025-08-24
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综述:信号放大技术改善传染病电化学生物传感的研究进展
ABSTRACT传染病检测是公共卫生管理的核心挑战。电化学生物传感器凭借快速、高灵敏的特性成为研究热点,而信号放大技术进一步突破其检测极限。酶促信号放大:分子剪刀与信号倍增器核酸内切酶像精准的"分子剪刀",通过切割特定序列放大结核分枝杆菌DNA信号;碱性磷酸酶(ALP)则催化底物产生电活性物质,将HIV p24抗原检测限降低至fg/mL级。COVID-19检测中,末端脱氧核苷酸转移酶(TdT)可实现核酸链延伸,形成级联放大效应。纳米颗粒:微缩版信号发射塔金纳米粒子(AuNPs)表面等离子共振效应使寨卡病毒(Zika virus)检测信号增强103倍;量子点(QDs)的电子隧穿特性显著提升埃博拉
来源:Biotechnology and Applied Biochemistry
时间:2025-08-24
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微流控技术构建抗冻裂CNCs增强复合微胶囊提升封装细胞低温保存效能
免疫隔离细胞疗法在推进细胞治疗领域展现出巨大潜力,但其长期低温保存仍面临关键挑战——冷冻过程中冰晶形成会对细胞及封装基质造成机械损伤。这项研究通过微流控技术构建了具有抗冻裂特性的复合微胶囊,创新性地采用纤维素纳米晶(Cellulose Nanocrystals, CNCs)增强海藻酸钠基质。研究团队系统评估了复合微胶囊在低温保存过程中的结构稳定性、机械性能、形态保持、化学特性及热稳定性。以红细胞(Red Blood Cells, RBCs)为模型细胞,验证了优化后的微胶囊对冻存后细胞活性的提升效果。微流控系统精准控制了微胶囊的尺寸均一性,这对实现均匀冷冻-复苏过程至关重要。实验数据显示,CNC
来源:Macromolecular Bioscience
时间:2025-08-24
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基于三相分配与离子交换色谱联用技术纯化地衣芽孢杆菌尿酸酶和蛋白酶的研究
为探索粗酶提取物的高效纯化路径,科学家们玩起了"分离纯化组合技"——将三相分配(Three Phase Partitioning, TPP)与离子交换色谱(Ion-Exchange Chromatography, IEC)这两大技术进行联合作战。就像精准的分子剪刀手,TPP在最佳参数(50%硫酸铵浓度、1:1料液比、pH8.5)下,将尿酸酶和碱性蛋白酶的纯度分别提升5倍和2.7倍。真正的黑科技来自全自动AKTA start系统,这个配备电导检测器、紫外检测器和馏分收集器的"蛋白质分离机器人",通过等度或梯度洗脱程序,最终让两种酶以99.99%的超高纯度亮相,在色谱图上呈现完美的单峰。SDS P
来源:Biotechnology Progress
时间:2025-08-24
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低成本屋檐筛网技术辅助杀虫剂处理蚊帐降低喀麦隆南部林区疟疾传播:一项试点研究
Highlight本研究亮点在于验证了低成本屋檐筛网技术作为辅助干预手段,在喀麦隆森林疟疾流行区的实际应用价值。通过阻断主要疟疾媒介冈比亚按蚊(Anopheles gambiae s.l.)的室内入侵途径,该技术展现出与杀虫剂处理蚊帐(ITNs)的协同效应。Study site研究地点位于喀麦隆南部Nyabessang村(2°24′00″N, 10°24′00″E),属于刚果-几内亚植物地理带。该地区具有典型赤道气候,年降雨量1500毫米,全年存在疟疾传播风险。Malaria prevalence in Nyabessang基线调查显示:198名受试者中,疟疾快速诊断测试(RDT)阳性率38.
来源:Experimental Parasitology
时间:2025-08-24
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综述:冷冻聚焦离子束铣削技术在冷冻电子断层扫描中的应用:塑造原位结构生物学的未来
引言冷冻聚焦离子束(cryo-FIB)铣削技术已成为冷冻电子显微镜(cryo-EM)领域革命性的样本制备方法。这项源自材料科学的技术,通过液态氮冷却台实现低温适配,能够制备保持天然状态的细胞薄片,为研究细胞内大分子复合物提供了前所未有的窗口。尽管在半导体行业已有数十年应用历史,但将其应用于冷冻含水生物样本仍面临独特挑战——从离子束诱导的表面损伤到绝缘样本的电荷积累问题。没有样本就没有电子显微镜离子束对生物样本的影响始终是核心研究课题。研究表明,30kV加速电压下,氩/氙离子会产生30-45nm损伤层,而镓离子损伤层达60nm。这一数据通过Z因子B因子分析和二维模板匹配(2DTM)等技术获得,但
来源:Current Opinion in Structural Biology
时间:2025-08-24
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人工智能驱动的蜜蜂卵黄蛋白原标记辅助选择技术:提升蜂群健康与农业授粉可持续性的新策略
全球农业正面临一个严峻挑战——作为重要授粉者的蜜蜂蜂群正在以历史记录两倍的速度消失。这种被称为蜂群崩溃综合征(Colony Collapse Disorder, CCD)的现象,每年仅在美国就造成约150亿美元的经济损失。科学家们发现,导致蜜蜂大量死亡的主要有四大"杀手":寄生虫(如瓦螨Varroa destructor)、病原体、农药和营养不良。更令人担忧的是,气候变化和全球化正在加剧这些威胁。面对这场生态危机,传统育种方法显得力不从心,急需开发新型育种技术。蜜蜂育种面临独特挑战:最有价值的性状往往体现在工蜂(不育雌性)的集体表现上,而非可育的蜂王和雄蜂。这使得基于单基因效应的标记辅助选择(
来源:Journal of Economic Entomology
时间:2025-08-24
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基于预训练蛋白质语言模型嵌入的固氮酶活性预测模型NFEmbed:推动生物肥料开发的机器学习新方法
全球粮食安全面临严峻挑战,2023年约7.33亿人面临饥饿,而合成氮肥的过度使用导致土壤退化、富营养化等环境问题。固氮微生物作为生物肥料的潜力巨大,其核心酶——固氮酶(nitrogenase)能将大气氮转化为氨,但该酶活性预测存在瓶颈。传统方法Carmna模型在特征利用和集成策略上存在局限,特别是未能充分挖掘不同蛋白质语言模型(Protein Language Model, PLM)嵌入的潜力。为解决这些问题,Md Muhaiminul Islam Nafi团队开发了NFEmbed模型体系。研究收集了402个样本的固氮酶活性数据(单位:nmol C2H4/mg蛋白/小时),通过增量特征选择(I
来源:Bioinformatics Advances
时间:2025-08-24
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黄土高原春玉米膜侧播种技术提升抗根倒伏能力与增产效应的实践策略
在全球气候变化加剧的背景下,高温和极端天气对玉米生产的威胁日益凸显。作为中国主要粮食作物,玉米的倒伏问题可导致高达28%的减产,其中根倒伏与茎倒伏是两大主要类型。传统全膜覆盖(UPM)虽能保墒增产,却因土壤温度升高引发根系早衰,反而加剧倒伏风险。黄土高原作为典型旱作农业区,亟需一种能兼顾抗倒伏与高产的新型栽培技术。山西农业大学团队在《Scientific Reports》发表的这项研究,通过两年田间试验(2022-2023)系统比较了膜侧播种(FSS)、全膜覆盖(UPM)和无覆盖(CK)三种处理。研究采用随机区组设计,测定不同土层(0-60 cm)根系形态指标,结合力学测试仪量化抗折断强度、抗
来源:Scientific Reports
时间:2025-08-24