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基于隐私保护的联邦无监督域自适应方法在DNA甲基化年龄预测中的应用研究
在生物医学研究领域,DNA甲基化数据正成为揭示衰老机制的重要生物标志物。然而,当科学家们试图利用机器学习模型预测年龄时,却面临着三重困境:不同实验室采集的甲基化数据存在显著分布差异(称为域偏移);样本量普遍偏小(通常仅数百例);且受隐私法规限制,医疗机构间无法共享原始数据。传统深度学习方法在应对高维小样本数据时表现乏力,而现有联邦学习方法又主要针对图像分类任务设计。这种矛盾在脑组织样本(如小脑)预测中尤为突出——由于生物学特性独特且训练数据稀缺,常规模型的预测误差可高达7.63年。来自德国图宾根大学的Cem Ata Baykara团队在《Bioinformatics》发表的研究,开创性地将高斯
来源:Bioinformatics
时间:2025-08-23
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基于对比学习的染色质结构域注释方法CDACHIE:整合Hi-C与表观基因组数据揭示染色质功能组织
染色质在细胞核内并非随机分布,而是形成高度有序的三维结构,这种结构与基因调控密切相关。早期研究主要通过组蛋白修饰(histone modifications)和DNA甲基化等表观遗传标记来注释染色质功能域,如ChromHMM和Segway等方法。然而,这些一维(1D)分析方法无法捕捉染色质空间构象的重要信息。随着Hi-C技术的出现,科学家们发现了染色质的层级三维(3D)结构——A/B区室(compartments)、拓扑关联域(TADs)和染色质环(loops)。这些结构特征与基因转录活性存在显著关联,但如何将3D结构信息与1D表观遗传特征有效整合,成为领域内亟待解决的关键问题。现有整合方法如
来源:Bioinformatics
时间:2025-08-23
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基于FHLE-RTDETR模型的桃树常见病害轻量化检测方法研究
桃树作为全球重要的经济果树,其产业发展面临严峻的病害威胁。传统依赖人工经验的检测方法存在效率低、误判率高的问题,而现有深度学习模型又面临复杂果园环境下计算资源消耗大、小目标检测效果差的挑战。针对这些问题,河南科技大学农业装备工程学院的Jiangtao Ji团队在《Smart Agricultural Technology》发表研究,提出了一种创新的轻量化检测模型FHLE-RTDETR。研究团队首先自主构建了包含6692张图像的桃树病害数据集,涵盖流胶病、木腐病等5类常见病害,通过数据增强扩增至16060张图像。关键技术包括:1)设计FPCBlock模块替代BasicBlock,采用部分卷积(P
来源:Smart Agricultural Technology
时间:2025-08-23
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混合傅里叶-导数分析法:光声显微术中血流定量分析的快速精准新方法
在生物医学研究中,实时监测微血管血流速度对理解组织代谢和疾病机制至关重要。光声显微镜(PAM)凭借其无标记、高分辨率成像能力,已成为血流和血氧饱和度(sO2)检测的重要工具。然而现有血流定量方法面临双重挑战:在极端流速(10 mm/s)时精度显著下降,且相关分析法需逐像素计算,处理单幅图像耗时可达数小时,严重制约了其在宽视场成像、纵向监测等场景的应用。为突破这些限制,华盛顿大学圣路易斯分校的Zhuoying Wang团队在《Photoacoustics》发表研究,提出混合傅里叶-导数分析法(HFDA)。该方法创新性地利用血流运动导致的光声信号振幅周期性调制特性——高速血流产生高频调制,低速血流
来源:Photoacoustics
时间:2025-08-23
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基于铕微球的时间分辨荧光免疫层析试纸条在禽传染性支气管炎病毒诊断中的创新应用
禽传染性支气管炎病毒(Avian infectious bronchitis virus, AIBV)作为家禽业重大经济损失的元凶,终于迎来了革命性的检测方案。科研团队巧妙运用铕离子(Eu3+)荧光微球的"时间分辨"特性,打造出灵敏度突破0.17 ng/mL的智能检测试纸条。这项黑科技通过优化单克隆抗体(AIBV-MAb)用量、T线抗体浓度等关键参数,让试纸条在室温下能稳定工作12个月以上。最惊艳的是,其检测效果与实验室金标准RT-PCR不相上下,但操作却像验孕棒一样简单——88.5%-97.35%的回收率和<10%的变异系数(CV),确保每只鸡都能获得"精准医疗"级诊断。这项研究为养殖场主提
来源:Journal of Fluorescence
时间:2025-08-23
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靶向M2巨噬细胞的超声分子成像技术实现心脏移植慢性排斥反应的早期无创诊断
心脏移植是终末期心衰患者的终极治疗手段,但慢性排斥反应(CR)如同潜伏的"沉默杀手",导致50%移植心脏在10年内失效。传统诊断依赖有创血管造影,往往发现时已至中晚期。Jia Xu团队在《Journal of Nanobiotechnology》发表的突破性研究,揭示了M2巨噬细胞浸润与CR进展的分子关联,并创新性地将超声分子成像技术应用于这一临床难题的早期预警。研究采用三大关键技术:1) 合成甘露糖修饰的靶向微泡(MBman),通过DSPE-PEG-Mannose与CD206特异性结合;2) 建立大鼠异位心脏移植模型(F344→Lewis大鼠),设置同系移植对照组;3) 采用破坏-补充法超声
来源:Journal of Nanobiotechnology
时间:2025-08-23
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控释尿素双层一次性施用技术提升小麦产量、氮素利用效率并降低N2O排放的机制研究
1 引言农业贡献了全球25-30%的温室气体排放,其中60%的人为N2O排放源自农田。N2O的增温潜能是CO2的298倍,且会破坏臭氧层。华北平原作为中国主要小麦产区,其产量增长伴随N2O排放激增。传统尿素施肥导致氮素利用率仅30-45%,且分次施肥增加劳动成本。控释尿素(CRU)通过聚合物包膜实现氮素缓释,但单层深施存在早期供氮不足或深层淋失风险。本研究首次系统比较单层与双层CRU施肥对小麦产量、氮素利用及环境效应的综合影响。2 材料与方法试验于2021-2023年在山东东平县开展,设置5个处理:无氮肥(T0)、尿素单层8-10 cm(T1)、CRU单层8-10 cm(T2)、尿素双层8-1
来源:Frontiers in Plant Science
时间:2025-08-23
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低覆盖度全基因组测序技术(LC-WGS)在结直肠腺瘤风险分层中的应用与染色体不稳定性(CIN)的临床价值
研究背景结直肠癌(CRC)作为全球第三大高发恶性肿瘤,其癌前病变——结直肠腺瘤(CRA)的早期诊断面临重大挑战。传统形态学分型存在局限性,而染色体不稳定性(CIN)作为关键分子特征,在腺瘤恶性转化过程中扮演重要角色。本研究采用创新的低覆盖度全基因组测序(LC-WGS)技术,结合超敏染色体非整倍体检测(UCAD)方法,系统评估了CIN在CRA风险分层中的诊断价值。研究方法研究纳入77例经结肠镜确诊的FFPE样本,包括39例管状腺瘤、8例绒毛状腺瘤、16例管状-绒毛状腺瘤及14例未分类病例。通过LC-WGS技术进行全基因组拷贝数变异(CNV)分析,采用UCAD算法检测染色体异常。技术流程涵盖DNA
来源:Frontiers in Oncology
时间:2025-08-23
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基于重组酶聚合酶扩增-侧向层析技术(RPA-LFA)的柑橘黄龙病菌粗提液快速检测方法开发
Highlight部分专业翻译:研究亮点• 首次基于OMP基因开发CLas特异性RPA-LFA检测体系• 实现DNA和粗提液双模板的同步优化检测• 37℃恒温25分钟即可完成检测• 检测灵敏度达1 pg DNA和10-4稀释粗提液• 田间适用性强,可用于柑橘种苗检疫材料与方法植物材料与样本处理从印度多个柑橘园采集疑似HLB病叶作为阳性样本,温室健康植株作为阴性对照。样本经液氮研磨后,分别采用CTAB法提取DNA和磷酸缓冲液制备粗提液。引物特异性验证通过常规PCR验证RPA引物特异性,使用靶向rplA-rplJ基因的A2/J5引物确认CLas感染状态。结果显示除8、13、15号样本外,其余疑似样
来源:Crop Protection
时间:2025-08-23
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意大利肿瘤科护士疫苗犹豫与决策后悔的群体特征分析:基于聚类方法的临床启示
在免疫脆弱患者高度集中的肿瘤诊疗环境中,医护人员的疫苗接种行为直接关乎患者安全。尽管COVID-19疫苗已广泛应用,但医疗从业者尤其是直接接触高危人群的肿瘤科护士,其疫苗犹豫现象仍存在显著个体差异。传统研究多采用变量中心分析法,难以捕捉态度-行为间的复杂交互模式。Rosario Caruso团队注意到这一空白,在意大利肿瘤护士协会(AIIAO)支持下开展了这项开创性研究。研究团队采用横断面调查设计,通过欧洲委员会EUSurvey平台收集了241名意大利综合癌症中心注册护士(RN)的数据。运用成人疫苗犹豫量表(aVHS)和决策后悔量表(DRS)等工具,重点测量了疫苗效力信任度、安全顾虑、卫生当局
来源:Scientific Reports
时间:2025-08-23
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人工智能辅助技术对沙特唐氏综合征儿童生活能力提升的实证研究:基于混合方法的跨文化分析
在沙特阿拉伯,每554名新生儿中就有1名唐氏综合征(Down syndrome, DS)儿童,他们普遍面临肌肉发育迟缓、姿势控制缺陷导致的移动障碍,以及由此引发的日常生活依赖问题。既往研究表明,这些功能障碍不仅限制患儿自主性,还通过持续照护需求显著影响家庭关系与社会参与。尽管全球范围内人工智能(AI)辅助技术在改善残障人士生活质量方面展现出变革潜力,但沙特地区面临独特挑战:高昂设备成本、阿拉伯语适配缺失,以及文化认知差异导致的技术接受度问题。在此背景下,Rayan Alazani团队在《Scientific Reports》发表的研究,首次系统评估了AI工具对沙特DS儿童功能改善的实际效果及其
来源:Scientific Reports
时间:2025-08-23
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大肠杆菌中利福平诱导的rRNA丢失实为提取假象:揭示RNA稳定性研究中的方法学陷阱
在分子微生物学研究领域,RNA稳定性测量是理解基因表达调控的基础。当科学家们试图通过抗生素利福平(rifampicin)抑制转录来研究RNA降解时,一个令人困惑的现象出现了——原本被认为极其稳定的核糖体RNA(rRNA)竟然显示出与mRNA相似的降解速率。这个由Hamouche等人报道的反常现象引发了系列重要问题:如果占细胞RNA总量80%以上的rRNA确实在降解,它们是否会与mRNA竞争有限的RNase E降解酶?这是否会重塑我们对细菌RNA代谢的整体认识?为解开这个谜团,Mathilde Burck等研究者设计了一系列精妙的对比实验。他们敏锐地注意到,不同实验室报告的rRNA稳定性数据存在
来源:Scientific Reports
时间:2025-08-23
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大麻不定根生物技术平台:免疫调节与抗炎活性化合物的创新生产
大麻(Cannabis sativa)作为传统药用植物,其叶片和花中富含的大麻素类物质因抗炎、免疫调节等特性备受关注。然而,传统栽培方式面临活性成分含量不稳定、提取工艺复杂等瓶颈,严重制约其临床应用和产业化发展。更棘手的是,不同溶剂提取物常伴随细胞毒性问题,如氯仿和己烷提取物会引发树突状细胞(DCs)凋亡。这些挑战促使科学家寻找更可控的生产体系——韩国生物科学与生物技术研究院的Su Hyun Park团队创新性地利用大麻不定根(Adventitious Roots, ARs)培养技术,在《Scientific Reports》发表了突破性研究成果。研究采用超高效液相色谱-四极杆飞行时间质谱(U
来源:Scientific Reports
时间:2025-08-23
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便携式X射线荧光技术检测母婴指甲中锌硒含量——MINI研究第三次随访的创新应用
Highlight方法MINI研究方案经新西兰北岛卫生与残疾伦理委员会(15/NTA/172)及加拿大蒙特爱立森大学伦理委员会(102846)批准。87对母婴在三次随访中提供指甲样本(母亲趾甲、婴儿指/趾甲)。本研究聚焦第三次随访(产后12个月)的20对母婴子集样本,使用单能X射线束激发锌、硒特征X射线,每次便携式XRF检测60秒实时数据,并采用四种信号分析方法:(1)系统自动输出浓度;(2)元素信号/总信号比;(3)元素信号/康普顿散射信号;(4)元素信号/相干散射信号,最终与ICP-MS"金标准"数据对比。结果ICP-MS显示第三次随访指甲样本平均锌浓度104 µg/g、硒0.606 µg
来源:Journal of Trace Elements in Medicine and Biology
时间:2025-08-23
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基于大语言模型困惑度与语义距离联合评估的精神分裂谱系障碍言语不连贯性检测新方法
关键发现本研究探索了利用大语言模型(LLM)困惑度评估语义连贯性缺陷的新方法,包括创新的句子级分析技术。在两种不同数据集中,无论是转录本级别的LLM困惑度还是新方法产生的分数,均与人类对思维紊乱程度的评判显著相关。虽然既往研究中的最佳邻近度指标作为单一特征表现更优,但联合模型展现出更强的预测能力。启示与局限该研究通过整合LLM特征进一步提升了语义连贯性自动评估性能。结合邻近度和困惑度特征训练的模型,即使在测试数据(对话体)与训练数据(日记体)格式不同的情况下仍表现良好,表明双模态特征能有效捕捉不同数据形式的语义连贯性。研究还规避了当前LLM研究常见的计算资源消耗问题。结论本文通过挖掘LLM特征
来源:Journal of Biomechanics
时间:2025-08-23
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藏红花(Crocus sativus L.)体外培养与天然柱头提取物的代谢物及生物活性比较研究:靶向氧化应激酶的抗氧化剂生物技术开发
藏红花(Crocus sativus L.)作为药用植物界的"红色黄金",其柱头富含具有强力抗氧化功能的类胡萝卜素衍生物(apocarotenoids)。虽然传统柱头提取物的功效早有记载,但这项研究另辟蹊径,将目光投向更具可持续性的体外悬浮培养技术。通过高效液相色谱(HPLC)检测发现,天然克什米尔(KM)品种柱头的藏红花素(crocin)含量高达135.6 mg/g,而悬浮培养(SM)体系则在藏花醛(safranal)和藏红花酸(crocetin)产量上表现突出。研究团队巧妙运用水杨酸(SA)和茉莉酸甲酯(MeJA)这两种植物"应激信号分子"进行诱导,使培养物的抗氧化能力突飞猛进——DPPH
来源:Plant Cell, Tissue and Organ Culture (PCTOC)
时间:2025-08-23
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基于改进YOLOv5与显微图像的麦类真菌孢子智能检测方法
研究背景与意义小麦作为全球重要口粮作物,其生长过程常遭受真菌病害威胁。镰刀菌(F. graminearum)引起的赤霉病可导致70%产量损失并产生致癌毒素DON;黄曲霉(A. flavus)产生的AFB1毒素更是食品安全重大隐患。传统孢子检测依赖人工镜检或PCR技术,存在效率低、成本高、小孢子漏检率高等痛点。尤其在产后储运环节,快速筛查多种孢子对防控污染至关重要。技术方法创新研究团队通过倒置显微镜系统采集4类孢子显微图像(分辨率5540×3648像素),构建含2330张增强图像的数据库。提出YOLO-ASF-MobileViT模型:1)采用三重特征编码(TFE)模块融合P3-P5多尺度特征;2
来源:Plant Methods
时间:2025-08-23
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光控偶氮苯/环糊精准轮烷:从手性荧光开关到DNA熔解温度调控的创新分子机器
光控偶氮苯/环糊精准轮烷的分子设计与功能实现研究团队巧妙设计了一种基于α-环糊精(α-CD)和偶氮苯DNA嵌入剂(AzoDiGua)的动态准轮烷系统。该体系通过主客体相互作用,将光响应性、手性调控、荧光开关和DNA稳定性控制等多项功能集成于单一分子平台。分子构建与结构表征紫外滴定实验显示,trans-AzoDiGua的π-π*吸收带从359红移至365nm,证实其进入α-CD疏水空腔。等温滴定量热(ITC)测定结合常数KD=5.7×10-5M,显著优于β-CD体系。二维核磁(ROESY)明确显示AzoDiGua芳香质子与α-CD内腔质子(H3/H5)的相关峰,证实了不对称包结结构的形成。多重功
来源:ChemistryOpen
时间:2025-08-23
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薄层色谱-红外离子光谱联用技术实现异构体精准鉴定:一种高效混合物分析新策略
在分析化学领域,薄层色谱(TLC)因其操作简便、成本低廉一直是混合物分离的常用技术,但其仅凭保留因子(Rf值)难以实现准确鉴定。虽然基质辅助激光解吸电离质谱(MALDI-MS)能提供分子量信息,但对结构相似的异构体仍束手无策。这种技术瓶颈使得临床代谢筛查、药物分析等领域常面临"看得见分得开,但说不清是谁"的困境。针对这一挑战,荷兰HFML-FELIX研究所的Jelle L. Schuurman团队在《International Journal of Mass Spectrometry》发表创新研究,将红外离子光谱(IRIS)这一"分子指纹"技术引入TLC-MALDI体系。研究人员选择三种临床相
来源:International Journal of Mass Spectrometry
时间:2025-08-23
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可重构信息显示用高变形性合成纳米剪纸结构的创新设计与应用
在微纳尺度实现可控大变形一直是光学和机械超材料领域的重大挑战。传统纳米剪纸结构受限于25%的形变率,严重制约了在微型化设备中的应用性能。北京理工大学李佳芳团队在《Nature Communications》发表的这项研究,通过创新的合成设计策略,将阿基米德螺旋几何引入纳米剪纸结构,成功突破了这一限制。研究团队采用多物理场耦合的数值模拟方法,结合聚焦离子束(FIB)加工和电子束光刻(EBL)等微纳制造技术,制备了特征尺寸70nm的金基纳米结构阵列。通过残余应力和毛细作用力两种驱动机制,实现了双向近100%的超高形变率。特别值得注意的是,团队开发了多线寻址(MLA)电极系统,在4.8μm像素尺寸下
来源:Nature Communications
时间:2025-08-23