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光声成像技术揭示脓毒症脑血管病理变化:微循环障碍与血脑屏障破坏的多参数动态评估
脓毒症作为全身性炎症反应综合征,其并发症脓毒症相关脑病(SAE)导致高达70%患者出现意识障碍甚至昏迷,死亡率随病情加重显著上升。尽管研究已明确脑血管功能障碍是SAE发展的关键环节,但受限于现有影像技术的分辨率不足,脓毒症诱导的微血管变化始终缺乏精准量化手段。传统磁共振成像难以捕捉微米级血管特征,而近红外荧光成像又需外源造影剂且分辨率有限。这一技术瓶颈严重阻碍了SAE病理机制研究和临床干预策略开发。为解决这一难题,来自海南大学的研究团队创新性地将光声成像技术(PAI)应用于SAE研究。这种融合光学高分辨率和声学深穿透优势的技术,能以血红蛋白为内源对比剂实现无标记血管成像。研究人员通过盲肠结扎穿
来源:Photoacoustics
时间:2025-06-16
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基于光声显微技术的非酒精性脂肪性肝炎小鼠肝微血管动态定量研究
非酒精性脂肪性肝炎(NASH)作为代谢综合征的重要并发症,其核心病理特征——肝微血管网络的重构与功能障碍,长期以来因缺乏高分辨率活体成像手段而研究受限。传统组织切片法破坏血管三维结构,MRI、超声等技术又难以捕捉微米级变化。更关键的是,肝窦与血管的复杂空间关系在疾病进展中如何动态演变,始终是未解之谜。华中科技大学的研究团队在《Photoacoustics》发表的研究中,巧妙融合光学分辨率光声显微镜(OR-PAM)的深度穿透优势与定制化成像系统,构建了肝光声显微镜(LPAM)技术平台。通过开发模块化肝窗(MLW)和3D打印肝成像支架(LIM),解决了活体成像中的器官位移难题;创新性提出基于形态学
来源:Photoacoustics
时间:2025-06-16
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基于泵浦-探测光声光谱与成像技术解析荧光蛋白光物理特性的创新研究
在生物医学成像领域,分子光声(或光热)成像技术因其结合了光学的高对比度和超声的高分辨率优势,成为研究热点。然而,传统多波长成像方法在活体应用中面临巨大挑战:外源性对比剂在靶组织积累弱,导致图像对比度低;血红蛋白等内源性色素的背景信号干扰严重;组织光传输导致光谱和结构失真,使得浓度与PA信号强度的线性关系失效。这些问题严重制约了活体分子成像的灵敏度和特异性。为解决这些难题,来自马丁路德大学的研究团队在《Photoacoustics》发表了一项创新研究,通过泵浦-探测激发技术,系统探究了红色荧光蛋白的光物理特性。研究人员采用三种方法:固定探测波长扫描泵浦波长、固定泵浦波长扫描探测波长、以及调节泵浦
来源:Photoacoustics
时间:2025-06-16
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多焦点激发压缩感知光声内窥镜技术:通过多模光纤实现高速高分辨率成像
在医学影像领域,突破"看得清"与"看得快"的矛盾始终是技术攻关的焦点。传统光声内窥镜(PAE)虽能提供微米级分辨率和组织穿透深度,但受限于扫描机制,成像速度难以满足实时手术导航需求。特别是采用多模光纤(MMF)的探头,无论是逐点扫描还是散斑压缩感知方案,都面临帧率不足或信噪比(SNR)骤降的困境。这种技术瓶颈严重制约了其在肿瘤活检、胎儿干预等需要即时反馈的临床场景中的应用。针对这一挑战,来自国内某研究机构的Tianrui Zhao团队在《Photoacoustics》发表创新成果。研究人员巧妙融合波前整形与压缩感知技术,开发出多焦点激发压缩感知光声内窥镜(MECOPE)系统。该系统通过实值强度
来源:Photoacoustics
时间:2025-06-16
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电离辐射声学与超声双模态成像技术实现放疗中解剖结构剂量分布实时可视化
在癌症治疗领域,放射治疗(RT)如同"隐形手术刀",却面临一个世纪难题:如何实时"看见"高能射线在患者体内的分布?尽管50%的癌症患者需要放疗,但呼吸运动和器官位移常导致靶区偏离计划位置,造成健康组织损伤。传统影像引导放疗(IGRT)虽能追踪肿瘤位置,却无法监测剂量沉积过程;而点式剂量计仅能表面测量,缺乏三维信息。这种"盲打"状态迫使临床在疗效与副作用间艰难平衡,尤其对肝脏等运动敏感器官(耐受剂量TD5/5仅30-35 Gy)。美国密歇根大学团队在《Photoacoustics》发表的研究,如同为放疗装上了"动态透视眼"。他们创新性地将电离辐射声学成像(iRAI)与超声(US)技术融合:当放疗
来源:Photoacoustics
时间:2025-06-16
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综述:作物耐盐性增强的基因组学与现代生物技术策略
盐胁迫对全球农业的挑战全球超过11.25亿公顷耕地受盐渍化影响,中国盐碱地面积超1亿公顷。盐胁迫导致水稻减产50%(7.2 dS/m盐度),玉米叶片和根干重分别下降11%和15%-30%(100 mM NaCl)。盐胁迫通过渗透胁迫、离子毒性(Na+积累)、ROS损伤和营养失衡等机制抑制作物生长,表现为根系发育不良、叶片萎蔫和生物量下降。Na+转运与区隔化Na+通过HKT(高亲和性K+转运蛋白)、NHX(Na+/H+交换体)和NSCC(非选择性阳离子通道)进入细胞。HKT1亚家族(如OsHKT1;5、TaHKT1;5)选择性转运Na+,参与木质部Na+卸载;HKT2亚家族(如OsHKT2;2)
来源:New Crops
时间:2025-06-16
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原位纳米分辨率应变与取向映射技术揭示气固反应中的化学机械相互作用机制
在可持续能源技术领域,锂离子电池、水分解催化剂等材料的性能与寿命高度依赖气/液态环境中的化学机械相互作用。传统显微技术受限于分辨率、视场与电子束损伤的权衡,难以捕捉纳米级应变动态。尤其在高腐蚀性环境中,材料氧化、裂纹扩展等过程亟需原位观测手段。美国国家科学基金会资助的研究团队在《Nano Today》发表研究,通过创新性整合微机电系统(MEMS)封闭腔透射电镜样品台、预cession辅助四维扫描透射电镜(4D-STEM)和直接电子探测器(DED),实现了温控气体环境中纳米级应变与晶体取向的原位映射。以核反应堆锆合金包壳材料的初始氧化过程为模型,揭示了气压调控与反应暂停策略对数据质量的关键影响。
来源:Nano Today
时间:2025-06-16
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综述:新型高通量单分子技术DNA curtain在DNA代谢研究中的应用
DNA curtain技术:照亮DNA代谢的单分子探针DNA CURTAIN TECHNIQUES这项革命性技术通过将全内反射荧光显微镜(TIRFM)与脂质双层、微流控系统相结合,创造出两种经典构型:单栓系系统中,DNA分子在流体驱动下沿铬扩散屏障拉伸;双栓系系统则通过抗原-抗体相互作用实现无流条件下的稳定拉伸。更精妙的单链DNA(ssDNA) curtain技术利用Phi29 DNA聚合酶滚环复制产生长ssDNA,经复制蛋白A(RPA-eGFP)展开后形成稳定结构。这些设计使科学家能观测到∼4 pN张力下蛋白质与DNA的相互作用,甚至可结合光镊施加更高张力。DNA Curtains for
来源:Molecules and Cells
时间:2025-06-16
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新生儿异染性脑白质营养不良筛查新策略:干血斑中硫苷脂与芳基硫酸酯酶A活性检测方法的标准化与试剂制备
异染性脑白质营养不良(Metachromatic leukodystrophy, MLD)是一种致命的溶酶体贮积症,由于芳基硫酸酯酶A(ARSA)缺乏导致硫苷脂在神经系统中蓄积,引发进行性脱髓鞘。尽管基因疗法atidarsagene autotemcel已在欧美获批,但治疗窗口仅限于症状前或极早期阶段。临床诊断时患者往往已错过最佳干预时机,这凸显了新生儿筛查(NBS)的紧迫性。国际MLD新生儿筛查联盟通过多国合作,开发出高效筛查方案,相关成果发表于《Molecular Genetics and Metabolism》。研究采用LC-MS/MS技术检测干血斑中16:0-和16:1-OH-硫苷脂水
来源:Molecular Genetics and Metabolism
时间:2025-06-16
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基于Macrotermes bellicosus与Curcuma longa肽段偶联靶向TNFSF15治疗肠易激综合征的创新策略
肠易激综合征(IBD)作为全球范围内难以攻克的慢性炎症性疾病,其发病机制与肿瘤坏死因子超家族成员15(TNFSF15)的异常激活密切相关。TNFSF15通过激活死亡受体3(DR3)介导NF-κB和MAPK信号通路,促进Th1/Th17细胞分化,导致肠道黏膜屏障破坏和细胞因子风暴。尽管现有生物制剂如抗TNF-α抗体已用于临床,但存在响应率低、副作用显著等问题。这一困境促使科研人员将目光转向自然界——白蚁(Macrotermes bellicosus)的免疫调节肽与姜黄(Curcuma longa)的抗炎成分可能成为突破点。0.5,其中4种存在潜在致敏性。关键实验技术基于GTEx Portal的T
来源:Molecular Immunology
时间:2025-06-16
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近红外光谱与多元分析联用技术在白米和蒸谷米加工品质评价中的创新应用
在全球粮食安全格局中,大米作为超过半数人口的主粮,其加工品质直接影响营养供给与产业效益。然而传统品质评价方法存在效率低、破坏样本、难以捕捉多维理化参数关联等痛点。巴西作为拉丁美洲最大的稻米生产国,其南部产区贡献了全国70%的产量,但工业界仍缺乏实时监控加工品质的技术手段。与此同时,消费者对高营养保留型大米(如蒸谷米)的需求持续增长,亟需建立更精准的质量评价体系。针对这一产业需求,联邦大学圣玛丽亚分校与帕苏丰杜大学的研究团队创新性地将近红外光谱技术(NIR)引入大米加工领域。该技术通过检测分子键振动产生的特征光谱,可在30秒内完成淀粉、蛋白质等成分的无损检测。研究团队进一步结合化学计量学方法,构
来源:Journal of Cereal Science
时间:2025-06-16
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综述:温室温度预测与控制:方法、应用及未来方向
摘要温室栽培是全球粮食安全和农业可持续发展的核心。温度管理作为其关键环节,亟需高效预测与控制技术。本文全面综述了温室温度管理的技术体系,涵盖三大方向:传感技术(如物联网IoT、无线传感器网络WSN和多模态数据融合)的支撑作用;传统模型、人工智能(AI)模型和混合模型的预测性能对比;以及模糊逻辑、模型预测控制(MPC)、强化学习(RL)等控制方法的适用场景。研究表明,深度学习在温度预测中表现卓越,而MPC和RL在控制环节各具优势。未来需突破模型鲁棒性、可解释性等瓶颈,发展植物中心AI和数字孪生技术,推动智慧农业范式革新。引言全球人口2050年将达97亿,温室种植通过节约50%–90%水资源和提升
来源:Computers and Electronics in Agriculture
时间:2025-06-16
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基于多摄像头与自监督学习的荷斯坦奶牛重识别技术及其在农场管理中的应用
研究背景与意义在现代化畜牧业中,荷斯坦奶牛(Holstein-Friesian)的个体识别是精准养殖的核心需求,涉及健康监测、发情期判断和产奶管理等关键环节。传统方法依赖耳标或人工观察,效率低下且易干扰动物福利。尽管计算机视觉(CV)技术已应用于奶牛识别,但现有研究多基于单摄像头系统,存在视角单一、人工标注成本高(如Cows2021数据集需数周标注)和跨场景泛化性差等问题。更棘手的是,农场环境要求系统能适应多摄像头覆盖、动态光照和密集遮挡等复杂条件,而此前缺乏真实农场场景下的多视角数据集和高效算法框架。研究设计与方法由国内某研究团队领衔的研究在《Computers and Electronic
来源:Computers and Electronics in Agriculture
时间:2025-06-16
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基于无人机高通量表型技术(UAS-HTP)的甘蔗产量及组分精准估测研究
在甘蔗育种领域,产量及其组分性状的精准测量一直是制约育种效率的瓶颈。传统方法需要人工测量株高、逐株计数茎数,每个生长季需评估数百甚至上千个小区,耗时费力且易出错。更棘手的是,甘蔗产量作为多基因控制的低遗传力性状,直接选择效果有限,而传统间接选择方法依赖人工测量的组分性状,效率低下。这种困境催生了研究者对无人机高通量表型技术(UAS-HTP)的探索——能否用"天空之眼"突破地面测量的局限?美国德克萨斯农工大学的研究团队在《Computers and Electronics in Agriculture》发表的研究给出了肯定答案。他们通过搭载RGB和多光谱传感器的无人机,对7个甘蔗品种进行两季宿根
来源:Computers and Electronics in Agriculture
时间:2025-06-16
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SONATA:一种保障单细胞多组学数据对角线整合可靠性的新型诊断方法
随着单细胞多组学技术的突破性发展,科学家们已能同时获取同一细胞的转录组(scRNA-seq)、表观基因组(scATAC-seq、scMethyl-seq)等多维度数据。然而这些模态数据往往来自不同细胞群体,且特征维度差异显著——例如基因表达关注mRNA丰度,而染色质可及性测量基因组开放区域。这种"既无共享细胞又无共同特征"的困境,催生了不依赖锚定要素的对角线整合(diagonal integration)方法,如MMD-MA、SCOT等通过流形对齐(manifold alignment)实现跨模态整合。但这类方法存在致命盲区:当数据流形存在几何相似结构时,细胞可能被错误映射到完全不同的生物学状
来源:Bioinformatics
时间:2025-06-16
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紧凑流化床钙循环气化生物质制氢技术的经济与环境效益评估
随着全球温室效应加剧,飓风、热浪等极端气候事件频发,化石燃料燃烧释放的CO2、CH4等温室气体成为主要诱因。氢能作为清洁能源载体,其绿色制备技术成为研究热点。当前电解水制氢(AWE)虽可实现零排放,但成本居高不下(3.5-5.1 /kg);而传统生物质气化制氢虽成本较低(2.69−3.79/kg),却面临焦油污染、碳排放较高等技术瓶颈。更棘手的是,生物质供应链不稳定、净化工艺复杂等问题制约其规模化应用。750°C)与CO2原位捕集的双重功效。关键技术包括:(1)建立20,000 Nm3/hr产能的系统模型;(2)采用钙基吸附剂实现气化过程同步脱硫;(3)通过敏感性分析识别电解槽效率、电力平准化
来源:Bioresource Technology
时间:2025-06-16
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铁活化过碳酸钠高级氧化技术抑制污水沉积物中硫化氢与甲烷生成的机制研究
城市排水系统中,污水沉积物在厌氧环境下滋生的硫酸盐还原菌(SRB)和产甲烷古菌(MA)如同“隐形工厂”,每年贡献全球约2.1±0.4 Tg的甲烷(CH4)排放,同时产生的硫化氢(H2S)以每年0.8–1.5毫米的速度腐蚀管道,造成高达30%的碳损失。现有抑制剂如游离亚硝酸虽能抑制80%微生物活性,却可能加重下游氮污染。如何在不产生二次污染的前提下“精准打击”这些微生物,成为环境工程领域的重大挑战。针对这一难题,深圳的研究团队在《Bioresource Technology》发表研究,提出用铁离子(Fe2+)活化固体过碳酸钠(SPC)的新型高级氧化工艺(AOP)。这种“化学武器”在分解时释放自由
来源:Bioresource Technology
时间:2025-06-16
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基于D–A结构脂溶性近红外AIE荧光探针(D-TPA-A-TXO)的潜指纹三级特征原位可视化技术研究
指纹作为法庭科学中最常见的物证之一,其三级特征(如脊线宽度、间距及汗孔分布)的识别对残缺潜指纹(LFPs)鉴定至关重要。针对现有数据库依赖二级特征导致部分指纹匹配困难的问题,本研究创新性地设计出具有给体-受体(D–A)结构的脂溶性近红外聚集诱导发光(AIE)探针D-TPA-A-TXO。该探针在乙醇/水混合溶剂中可快速溶解并选择性富集于潜指纹的脂质成分中,通过分子持续聚集触发AIE效应,无需复杂设备即可用普通相机直接捕获高对比度的三级特征图像。这种基于分子设计的原位可视化技术突破了传统方法对完整指纹的依赖,显著提升了犯罪现场微量物证的取证能力。
来源:Journal of Fluorescence
时间:2025-06-16
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无人机多视角热成像技术解析小麦冠层温度变异源及其在表型筛选中的应用
在农业精准化和智能化发展的背景下,作物表型组学研究面临重大挑战——如何准确获取反映植物生理状态的冠层温度(CT)数据。无人机搭载热红外相机虽能高效采集大田CT数据,但测量值易受传感器热漂移、田间空间异质性、观测几何效应等多重因素干扰,导致基因型与处理效应的真实信号被掩盖。特别是在小麦等主粮作物的育种筛选中,CT作为气孔导度和蒸腾作用的代理指标,其测量噪声会直接影响抗旱品种筛选的准确性。Agroscope研究所的Simon Treier团队在《Plant Phenomics》发表的研究中,创新性地采用多视角分析方法,对瑞士温带气候区两年四组冬小麦品种试验的99次飞行热成像数据进行系统解构。研究通
来源:Plant Phenomics
时间:2025-06-16
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植物器官三维自动分割新突破:基于自监督学习框架Plant-MAE的创新方法
在植物表型研究领域,三维器官分割是获取叶片形态、茎秆结构等关键性状的前提。然而传统方法面临三大瓶颈:依赖费时费力的点级标注数据;现有算法对多物种、多生长阶段的适应性差;田间复杂环境采集的点云存在结构缺失和噪声干扰。这些限制严重阻碍了高通量表型分析在育种和精准农业中的应用。中国农业科学院的研究团队在《Plant Phenomics》发表研究,通过构建包含8类作物2667个样本的大规模点云数据集,创新开发基于自监督学习的Plant-MAE框架。该模型采用核点卷积(KPConv)嵌入模块捕获器官尺度特征,设计多角度注意力特征提取块(MAFEB)融合空间几何信息,在掩码重建任务中学习植物形态的潜在特征
来源:Plant Phenomics
时间:2025-06-16