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CAR-T细胞灌注生物反应器扩增的数字阴影模型:优化自体细胞治疗最佳收获时间的实时预测技术
摘要嵌合抗原受体(CAR)T细胞疗法在癌症治疗中展现出巨大潜力,但其制造过程中体外扩增时长直接影响细胞数量与质量。本研究开发了一种基于比例-积分-微分(PID)控制灌注生物反应器的数字阴影模型,通过非线性常微分方程整合葡萄糖、乳酸浓度及灌注速率等在线数据,实现细胞浓度的实时预测。实验采用Aglaris FACER生物反应器,验证模型在2.5天在线数据输入下可预测未来2.5天的细胞浓度,平均相对误差仅13%,为临床个性化治疗提供精准决策工具。1 引言CAR-T疗法当前面临制造周期长(1-2周)、成本高昂(单例数十万美元)及细胞分化导致疗效下降等挑战。传统扩增时间固定化无法适应患者个体差异,而实时
来源:Biotechnology Progress
时间:2025-07-01
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综述:植物诊断与传感技术的进展
1 引言:植物诊断的生理特征与植物化学物质植物健康受养分、水分、光照及生物/非生物胁迫显著影响。传统遥感技术(如无人机多光谱成像)可实现大规模冠层监测,而手持式传感器能精准测量叶片级参数(光合速率、气孔导度等)。关键靶点包括调控生理过程的植物激素(如生长素、脱落酸ABA)和次级代谢物(如类胡萝卜素、花青素),其微摩尔级浓度检测依赖拉曼光谱或纳米传感器。2 基于光反射的植物诊断健康叶片在可见光区(400–750 nm)因叶绿素吸收呈现低反射率,近红外区(750–1300 nm)因内部结构散射而高反射。植被指数(如NDVI)结合机器学习(SVM、随机森林)可区分胁迫类型,例如马铃薯晚疫病分类准确率
来源:Advanced Sensor Research
时间:2025-07-01
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基于频率锁定微环谐振器的无标记高灵敏度心肌肌钙蛋白生物标志物直接检测技术
2.1 PDH技术增强心肌肌钙蛋白检测心肌肌钙蛋白作为心肌损伤的金标准标志物,其检测面临超低浓度下光学噪声干扰的挑战。研究团队在硅光子微环表面修饰M18抗体,通过近红外激光耦合至环形波导。传统功率传输测量易受激光强度噪声和探测器散粒噪声影响,而PDH技术通过电光相位调制器(EOM)产生边带,生成具有零交叉特性的误差曲线,将共振波长锁定精度提升至18.4 fm,显著抑制噪声。微流控通道设计使传感区域与耦合区隔离,保障了检测稳定性。2.2 系统性能提升验证对比实验显示,常规功率测量的噪声基底为1.36 pm,而PDH锁定后降至18.4 fm。在0.001%-1.5%甘油溶液折射率测试中,PDH系统
来源:Advanced Sensor Research
时间:2025-07-01
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无线柔性光学结肠镜出血传感器的研发与临床前评估:提升结直肠癌筛查安全性的创新突破
无线柔性光学结肠镜出血传感器的创新突破引言:临床需求与技术挑战结直肠癌(CRC)是全球第三大常见恶性肿瘤,2024年仅美国就预计新增152,810例病例。结肠镜检查作为CRC筛查的金标准,却因解剖结构限制存在重大安全隐患——位于结肠镜尖端后方的出血可能被完全遗漏。传统结肠镜仅配备末端摄像头,当器械在弯曲的乙状结肠区域产生侧向压力导致穿孔性出血时,这些"盲区"出血可能引发低血容量性休克等严重并发症。现有解决方案如无线胶囊内镜(WCE)存在电池续航短(24-48小时)、检测灵敏度低等缺陷,而微流控芯片又因体积庞大难以整合到结肠镜中。传感器设计与工作原理研究团队开发的多套筒传感器系统包含三个功能模块
来源:Advanced Sensor Research
时间:2025-07-01
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基于灌注技术的小分子添加剂与基因调控协同提升HEK293细胞重组腺相关病毒产量的研究
腺相关病毒(AAV)载体因其低免疫原性和高安全性成为基因治疗明星工具,但产量瓶颈始终制约临床应用。有趣的是,抗有丝分裂小分子诺考达唑(nocodazole)能让HEK293悬浮细胞集体"卡"在G2/M期——就像按下细胞分裂的暂停键。这些细胞虽启动有丝分裂程序,却因无法完成胞质分裂而陷入"进退两难"的境地,最终走向凋亡。看似残酷的"细胞囚禁"策略却意外收获惊喜:处理组粗提基因组滴度较对照组飙升1.7倍!转录组分析揭开更精妙的分子剧本:锌指蛋白ZFP91如同"细胞周期加速器",其过表达能模拟诺考达唑效应;而分泌型卷曲相关蛋白SFRP5则扮演"刹车角色",沉默该基因同样可诱导G2/M期阻滞。这种精准
来源:Biotechnology Journal
时间:2025-07-01
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基于DCPD-TEA/PUF纳米胶囊的智能自修复防腐涂层在碳钢防护中的创新应用
腐蚀是工业和自然环境中最具破坏性的问题之一,每年造成巨额经济损失。传统聚合物涂层虽能提供基础防护,但无法阻止微裂纹扩展导致的失效。更棘手的是,机械损伤后的重复腐蚀问题长期缺乏有效解决方案。在此背景下,自修复材料成为研究热点,其中微/纳米胶囊技术通过"按需释放"修复剂展现出独特优势。然而,现有技术多聚焦单一修复功能,对腐蚀抑制协同机制研究不足。为解决这一难题,研究人员开展了基于双环戊二烯(Dicyclopentadiene, DCPD)和三乙醇胺(Triethanolamine, TEA)共封装聚脲甲醛(Poly(urea-formaldehyde), PUF)纳米胶囊的智能涂层研究。这项创新性
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腺相关病毒(AAV)制剂开发中稳定性评估的关键分析方法鉴定与预测模型构建
粒子尺寸分布分析:DLS、MADLS与SEC-UV的较量动态光散射(DLS)、多角度DLS(MADLS)和尺寸排阻色谱联用紫外检测(SEC-UV)在AAV-5颗粒分析中展现出不同特性。SEC-UV能精确检测到单体(主峰)、寡聚体和聚集体的三群分布,其灵敏度显著优于仅能识别双峰的DLS。热应力实验(40°C/4周)后,SEC-UV成功捕捉到新增聚集峰,而MADLS因算法抑制低丰度信号导致灵敏度不足。有趣的是,结合温度梯度的DLS检测到F02配方在未应激时即出现散射强度升高,暗示早期寡聚化现象,这为稳定性预测提供了新思路。衣壳蛋白解折叠:从DSC到纳米DSF的技术进化差示扫描量热法(DSC)与纳米
来源:Microbiology Spectrum
时间:2025-07-01
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葡萄藤冬季修剪的智能化突破:融合2D分割与3D点云技术的精准修剪点生成系统
葡萄藤修剪的智能革命:当传统农艺遇上机器视觉葡萄栽培中冬季修剪是影响产量与品质的关键环节,但传统人工修剪面临劳动强度大(每公顷需80-100工时)、技术门槛高、劳动力短缺等挑战。尤其对于采用垂直枝蔓定位(VSP)训练的葡萄藤,其复杂的休眠期器官结构(包括主蔓Cordon、臂枝Arm、短枝Spur、新梢Cane和节Node)需要经验丰富的农艺师判断修剪点。现有机械预修剪设备精度不足,而Botterill等开发的封闭式机器人系统难以适应露天环境,Silwal团队的方案则依赖简化规则无法实现平衡修剪。意大利理工学院(IIT)与圣心天主教大学(UCSC)合作的VINUM项目组开发了开放式移动机器人平台
来源:Computers and Electronics in Agriculture
时间:2025-07-01
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多视角图卷积与变分特征学习的微生物-疾病关联预测模型MVGCVAE创新研究
微生物与人类健康的关系是生命科学领域的前沿课题。研究表明,人体微生物群落的紊乱与哮喘、糖尿病、癌症等多种疾病密切相关。然而,传统实验方法成本高、耗时长,而现有计算模型如WMGHMDA、KGNMDA等存在数据稀疏性处理不足、特征融合效率低、非线性关系捕捉能力弱等缺陷,严重制约了微生物-疾病关联预测的准确性。为解决这些挑战,研究人员开发了名为MVGCVAE的创新计算框架。该研究首次将多视角图卷积网络(GCN)、变分推断和动态核矩阵加权技术协同应用于微生物-疾病关联预测。通过构建微生物和疾病的多重相似性网络,采用注意力机制融合不同视角特征,结合变分自编码器优化稀疏数据表示,并创新性地引入多层感知机(
来源:Computational Biology and Chemistry
时间:2025-07-01
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茶碱衍生物靶向STAT3/NF-κB双通路调控:重塑乳腺癌凋亡信号网络的创新策略
乳腺癌长期占据女性恶性肿瘤发病率的首位,其中三阴性乳腺癌(TNBC)因缺乏雌激素受体(ER)、孕激素受体(PR)和人表皮生长因子受体2(HER2)表达,治疗选择极为有限。当前临床面临两大困境:一是传统化疗易产生耐药性,二是靶向药物受限于TNBC的高度异质性。研究表明,信号转导和转录激活因子3(STAT3)与核因子κB(NF-κB)通路的交叉激活是驱动TNBC进展的关键机制——STAT3通过磷酸化(p-STAT3)促进肿瘤转移,而NF-κB则调控炎症因子网络形成促癌微环境。更棘手的是,这两个转录因子存在协同效应:STAT3可通过SET和MYND结构域蛋白2(SMYD2)甲基化修饰NF-κB p6
来源:Bioorganic Chemistry
时间:2025-07-01
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基于高亲和力抗体组合的降钙素原(PCT)荧光微球免疫层析检测新方法及其临床应用研究
微生物感染和抗生素耐药性一直是全球发病率和死亡率居高不下的重要原因。近年来,降钙素原(procalcitonin, PCT)作为微生物感染和脓毒症的特异性生物标志物日益受到重视,其在感染早期诊断和抗生素疗效监测中展现出独特价值。然而,现有PCT检测技术面临核心抗体筛选效率低下、传统方法灵敏度不足等瓶颈问题,特别是在复杂病原微生物共存和耐药菌株涌现的新形势下,开发高效检测方法显得尤为迫切。针对这一科学问题,苏州生物医学工程技术研究所等机构的研究人员开展了一项创新性研究,成果发表在《Biochemistry and Biophysics Reports》。研究团队首先采用真核表达系统成功制备了全长
来源:Biochemistry and Biophysics Reports
时间:2025-07-01
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可持续生物催化策略生产木糖酸(Xylonic acid)的创新研究:Zymomonas mobilis GFOR/GL酶系统的优化与应用
在追求绿色化学的时代背景下,木糖酸(xylonic acid)作为具有抗菌、聚酰胺合成和水凝胶制备等多重功能的平台化合物,其生物生产途径却长期面临转化效率低、过程复杂等瓶颈。传统石油基化学合成路线更与全球减碳目标背道而驰。与此同时,作为木质纤维素主要成分之一的木糖(xylose)的高效转化,一直是生物炼制领域亟待突破的技术难点。来自巴西国家科技发展委员会等机构的研究团队另辟蹊径,聚焦Zymomonas mobilis细菌独特的葡萄糖-果糖氧化还原酶(GFOR)/葡萄糖酸-δ-内酯酶(GL)双酶系统。这个天然"纳米工厂"能在无需外加辅因子的情况下,同步将木糖氧化为木糖酸,并将果糖还原为高附加值产
来源:Biochemical Engineering Journal
时间:2025-07-01
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基于CSPNet-FPN-PAN架构的无人机正射影像多尺度橄榄树冠检测方法及其在精准农业中的应用
橄榄树种植是地中海地区农业经济的重要支柱,但传统人工监测方法效率低下且难以应对树冠尺寸差异、枝叶重叠等复杂场景。随着无人机(UAV)和人工智能技术的发展,基于深度学习的对象检测为精准农业带来了新机遇。然而,现有模型在检测多尺度树冠时仍面临小目标识别困难、背景干扰等问题。为此,来自摩洛哥研究团队在《Smart Agricultural Technology》发表研究,提出了一种融合跨阶段部分网络(CSPNet)、特征金字塔网络(FPN)和路径聚合网络(PAN)的创新架构,结合DropBlock正则化技术,显著提升了无人机正射影像中橄榄树冠的检测精度。研究团队采用DJI Phantom 4 RTK
来源:Smart Agricultural Technology
时间:2025-07-01
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基于计算机视觉的LED光照下室内生菜钙缺乏检测:深度学习与图像分割技术的创新应用
在追求高效农业的今天,室内水培系统因其可控的环境条件和资源利用率成为现代农业的重要发展方向。然而,这种高度集约化的种植方式也面临着独特的挑战——钙(Ca)缺乏引发的叶尖枯焦症(tip burn)会显著降低生菜(Lactuca sativa)的产量和品质。传统检测方法依赖人工观察和化学分析,不仅效率低下,还难以实现早期预警。更棘手的是,在彩色LED照明环境下,红光光谱的干扰使得基于计算机视觉的检测技术面临严峻挑战。针对这一系列问题,美国加州大学戴维斯分校生物与农业工程系控制环境工程实验室(CEE Lab)的研究团队开展了一项创新研究。他们巧妙地将先进的图像分割技术与深度学习分类模型相结合,开发出
来源:Smart Agricultural Technology
时间:2025-07-01
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瞬时弹性成像技术提升酒精使用障碍住院患者改变意愿:ELISA先导研究的创新发现
引言酒精相关肝病(ALD)是全球肝硬化死亡的主因,而COVID-19大流行加剧了酒精滥用趋势。尽管心理社会干预是酒精使用障碍(AUD)治疗的基石,但复发率高。本研究提出将瞬时弹性成像(TE)——一种非侵入性肝纤维化检测技术——转化为机会性干预(OI)工具,通过实时可视化肝脏损伤数据激发患者行为改变动机。方法这项前瞻性概念验证研究纳入23名重度AUD住院患者(平均51岁,74%男性)。基线时采用汉尼尔酒精洞察量表(HAIS)、修订版准备标尺(RR)和变化阶段评估量表(SOCRATES-8A)评估心理状态。TE检测后,通过标准化脚本即时反馈结果,并重复心理测量。主要终点为评分变化,次要终点包括肝纤
来源:Addiction Biology
时间:2025-07-01
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不同封闭剂放置与激活技术对AH Plus和MTA Fillapex渗透深度及面积的影响研究
这项研究聚焦于根管治疗的关键环节——封闭剂(Sealer)的渗透性能优化。科研团队采用严谨的实验设计,将200颗单根牙随机分为8组(n=25),分别测试无激活(对照组)、声波(Sonic)、超声(Ultrasonic)和XP-Endo Finisher四种技术对AH Plus与MTA Fillapex两种常用封闭剂的渗透影响。实验过程充满科技感:先用罗丹明B(Rhodamine B)染色封闭剂,采用单尖法(Single cone technique)充填后,通过共聚焦激光扫描显微镜(CLSM)精准测量渗透参数。数据分析采用双因素方差分析(Two-way ANOVA),结果令人振奋——超声和XP
来源:Microscopy Research and Technique
时间:2025-07-01
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垂直量子点电化学晶体管与互补逆变器的创新研究
这项突破性研究展示了垂直堆叠量子点电化学晶体管(vQECTs)的卓越性能。研究人员巧妙地将n型砷化铟量子点(InAs QDs)薄膜作为活性通道,通过电化学掺杂机制实现电荷密度调控。这种垂直架构将通道长度压缩至纳米尺度,使器件跨导飙升至20.96(±2.16) mS,面积归一化电流密度达到惊人的79.5(±3.54) A cm-2。更令人振奋的是,vQECTs展现出优异的操作稳定性,包括抗偏压应力、长期储存和循环开关耐久性。研究团队进一步将n型vQECTs与p型垂直有机电化学晶体管(vOECTs)联姻,构建出垂直堆叠的互补逆变器。这个"量子点-有机"混合系统实现了≈4.7的信号增益,标志着新型柔
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基于合成内在无序蛋白优化的高效防污涂层:媲美金表面自组装单层的生物材料创新
摘要本研究聚焦于优化三嵌段蛋白B-M-E的防污涂层性能,通过修饰其E嵌段序列——合成内在无序蛋白(SynIDP)。B嵌段负责金表面结合,M嵌段实现三聚化增强附着,E嵌段赋予非污特性。筛选基于高溶解性和构象自由的SynIDP候选序列,最终发现IDP3序列[(GAGAIP)3-(GAGEIP)]4在防污性能上媲美金表面四乙二醇封端烷烃硫醇自组装单层(SAM),并显著抑制E. coli粘附达7天。该蛋白可通过细菌表达系统规模化生产,为小分子或合成聚合物涂层提供替代方案。1 引言表面污损(fouling)——即蛋白质和细胞的非特异性吸附——对医疗植入物、诊断设备和工业系统产生负面影响。传统方法如杀菌剂
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基于聚谷氨酸功能化氮硫掺杂石墨烯量子点的荧光传感技术用于激肽释放酶7的高灵敏检测
这项突破性研究构建了基于聚谷氨酸(PLGA)修饰的氮硫双掺杂石墨烯量子点(NSGQDsCS)的智能荧光探针,其创新之处在于采用番荔枝(Annona squamosa)种子为原料,通过绿色合成法制备量子点。当探针表面富集的PLGA与活化激肽释放酶7抗体(KLK7-Ab)特异性结合时,会引发荧光猝灭效应;而目标物KLK7与抗体的高亲和力作用会解离复合物,使荧光恢复,形成独特的"关-开-关"响应机制。该传感器对KLK7的检测范围跨越6个数量级(0.1 ng/mL~100 μg/mL),最低检测限达皮克级(0.1 ng/mL),定量限为0.411 ng/mL。在实际样本检测中展现出97.52%的平均回
来源:Luminescence
时间:2025-07-01
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硫富集g-C3N4/MnO2异质结光催化降解水体染料的创新研究
采用简易水热技术成功制备的硫(S)富集石墨相氮化碳(g-C3N4)/α型二氧化锰(α-MnO2)异质结材料,在可见光驱动下展现出惊艳的染料降解能力。表征分析揭示该α-MnO2/GCN-S复合材料具有高度结晶性,两种组分形成的异质结结构如同"分子级高速公路",显著提升光生载流子的分离效率。有趣的是,S元素的掺入如同给α-MnO2装上了"光捕获天线",使其可见光吸收能力远超纯组分。在降解实验中,该材料对刚果红(CR)和亚甲基蓝(MB)的降解效率分别达到91%和92%,而单一组分GCN-S和α-MnO22"的协同效应主要归功于g-C3N4的电荷分离能力与S掺杂带来的光吸收增强双重作用,为处理印染废水
来源:Luminescence
时间:2025-07-01