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在温和条件下,利用集成TiO₂/CQDs光催化和酶催化方法对大麻纤维进行预处理,以实现可持续加工
王彤|曹志豪|本浩熙|赵涛|杨晓丽|江伟中国山东省青岛市青岛大学纺织与服装学院,生物纤维与生态纺织国家重点实验室,266000摘要开发低影响、高能效的预处理技术对于将韧皮纤维制造转向更清洁的纺织生产至关重要。本研究介绍了一种混合预处理方法,该方法结合了使用TiO2/碳量子点(TiO2/CQDs)的可见光激活光催化与果胶酶辅助的酶促水解,以去除工业大麻纤维中的非纤维素胶质。在30°C和中性pH条件下,该系统实现了73.75%的木质素和70.6%的果胶去除,同时不会损害纤维素的结晶度或机械完整性。形态学和光谱分析显示无定形基质的有效分解以及清洁纤维束的暴露。机理研究表明,在可见光下产生了活性氧物种
来源:Biomass and Bioenergy
时间:2025-12-02
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肥厚性瘢痕中线粒体基因的多组学关联分析:孟德尔随机化方法的应用
近年来,瘢痕增生(Hypertrophic Scars, HS)的分子机制研究逐渐成为热点。HS作为烧烫伤、手术等创伤后常见的异常修复疾病,其病理过程涉及炎症反应、成纤维细胞过度增殖及胶原异常沉积等环节。尽管已有研究指出线粒体功能紊乱与HS形成存在关联,但具体调控基因及其作用机制尚未明确。为此,一项基于多组学整合和孟德尔随机化(Mendelian Randomization, MR)方法的研究系统解析了线粒体相关基因与HS的因果关系,并提出了潜在的治疗靶点。### 研究背景与意义瘢痕增生的形成机制复杂,涉及Wnt/β-catenin、TGF-β、Notch等信号通路的异常激活。已有证据表明,线
来源:Journal of Inflammation Research
时间:2025-12-02
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利用机器学习技术将Cystatin 3鉴定为骨质疏松症的潜在诊断生物标志物
该研究聚焦于骨质疏松症(OP)的分子机制探索,重点解析了Cystatin 3(CST3)在疾病诊断和病理进程中的潜在作用。研究采用多组学数据整合与机器学习技术,结合动物模型验证,系统性地揭示了CST3与OP骨代谢失衡、免疫微环境异常之间的关联。**研究背景与意义** 骨质疏松症作为全球性骨骼疾病,其核心病理特征是骨形成与骨吸收的动态平衡失调。现有治疗手段主要针对骨密度提升,但存在早期诊断困难、疗效有限及药物副作用等问题。CST3作为半胱氨酸蛋白酶抑制剂家族成员,在骨代谢、免疫调节中具有双重作用,但其在OP中的具体功能尚未阐明。该研究通过整合多组学数据与实验验证,为OP的早期诊断和靶向治疗提供
来源:Journal of Inflammation Research
时间:2025-12-02
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综述:三种力量训练方法对下肢力量、跳跃能力和短跑表现的影响:一项网络荟萃分析
本研究通过系统综述与网络Meta分析,深入探讨了重量训练(WT)与跳跃训练(PT)在提升运动员下肢力量、跳跃和冲刺能力方面的差异与协同效应。以下为关键发现与解读:### 一、研究背景与核心问题现代运动科学普遍认可,下肢力量与爆发力是竞技体育的核心能力指标,直接影响运动员的跳跃高度、冲刺速度和动作转换效率。然而,针对两种主流训练方法(WT与PT)的效能比较仍存在争议。WT通过高负荷复合动作(如深蹲、硬拉)强化最大力量与神经肌肉协调性,而PT通过快速弹力转换(如跳箱、深蹲跳)优化拉伸-收缩循环(SSC)效率。尽管两者均能提升爆发力,但其作用机制与适用场景存在显著差异。研究聚焦于解决三大关键问题:(
来源:Frontiers in Physiology
时间:2025-12-02
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番茄细胞培养物作为创新的植物生物刺激剂:评估其对盐碱条件下萌发的辣椒种子的影响
随着全球气候变化加剧和人口增长带来的粮食压力,土壤盐渍化已成为威胁农业生产的关键问题。据统计,全球约30%的灌溉农田受盐碱化影响,预计到2050年这一比例将升至50%。西班牙作为全球重要的胡椒生产国(年产量超100万吨),其 Murcia-Almería地区因地中海气候和灌溉不当,盐渍化问题尤为突出。本研究通过番茄细胞培养技术制备新型生物刺激剂(TB),并系统评估其在盐胁迫下对胡椒种子萌发及幼苗生理的影响,为可持续农业提供新思路。一、生物刺激剂TB的制备与特性研究团队采用番茄(MicroTom品种)悬浮细胞培养体系,通过25 mM Me-β-环糊精和100 µM甲酯乔松烷进行诱导培养。该技术突
来源:Frontiers in Plant Science
时间:2025-12-02
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非破坏性检测水稻幼苗中微塑料的胁迫作用:一种基于根系分泌物激发发射矩阵荧光光谱的可解释深度学习方法
微塑料污染对水稻幼苗生长的影响及其非破坏性检测技术研究1. 研究背景与意义微塑料(MPs)已成为全球性环境问题,其通过土壤和水体进入农业生态系统,对农作物产生系统性危害。水稻作为全球主要粮食作物,其根系在微塑料污染下暴露于物理损伤、化学毒性及微生物群落失衡等多重胁迫。现有检测技术存在破坏样本、预处理复杂、需要专业操作等缺陷,难以满足田间实时监测需求。本研究创新性地将荧光光谱分析与深度学习技术相结合,建立了水稻幼苗微塑料胁迫的非破坏性检测体系,为精准农业和污染防控提供了新思路。2. 实验设计与实施2.1 样本制备与暴露实验采用三种典型微塑料(PET、PS、PVC)建立梯度暴露体系:0 mg/L(
来源:Frontiers in Plant Science
时间:2025-12-02
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EcoBOT:一种基于人工智能/机器学习的自动化表型分析技术,适用于模式植物研究
植物科学自动化研究平台EcoBOT的构建与应用1. 研究背景与目标随着自动化与人工智能/机器学习技术的快速发展,植物科学研究正经历范式转变。传统植物培养系统存在诸多局限性:实验条件难以精准控制、数据采集效率低下、重复性差等问题。本研究旨在开发一套集成自动化培养与智能数据分析的平台,重点解决以下问题:1)如何建立高精度、可重复的植物培养系统2)如何实现多维度植物表型数据的自动化采集与分析3)如何通过智能优化算法提升实验设计效率该平台通过三个核心创新实现研究效率的突破:① 首创封闭式无菌培养模块(EcoFAB 2.0)实现植物生长环境精准控制;② 集成多光谱成像与根系扫描系统,可同步获取三维根系结
来源:Frontiers in Plant Science
时间:2025-12-02
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基于判别特征增强的领域适应故障诊断方法
在机械故障诊断领域,传统矩阵分类器面临两大核心挑战:一是异常样本对分类决策的干扰,二是单一任务模型难以适应多工况场景下的复杂特征关联。针对这些局限性,本文提出了一种融合模糊隶属建模与多任务学习的模糊跨域矩阵机(FCDMM)方法,通过创新性地构建非平行决策超平面并引入自适应边界因子,显著提升了模型对异常样本的鲁棒性以及跨领域知识迁移能力。机械装备的智能化监测需求日益增长,但实际工况中设备常面临多种故障类型并存、不同运行状态下的特征相似性等问题。现有单任务模型在处理多目标诊断时存在明显缺陷:首先,特征维度重构导致原始矩阵结构信息丢失,引发维度灾难;其次,单一任务优化容易陷入局部最优,忽略跨任务间的
来源:Engineered Regeneration
时间:2025-12-02
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基于基因组的重新评估揭示了在原核生物物种鉴定中固定dDDH阈值的方法存在的局限性
该研究聚焦于鞘氨单胞菌属(*Sphingobacterium*)的物种分类修订,通过整合基因组学、系统发育学、泛基因组学及功能基因组学等多维度证据,揭示了传统基于固定阈值的分类方法(如dDDH)在复杂基因组结构下的局限性,并提出新的分类框架。以下为关键发现解读:### 一、研究背景与核心问题鞘氨单胞菌属作为拟杆菌门(Bacteroidota)的重要类群,广泛分布于土壤、水体及生物膜等环境中。其基因组特征表现为高度开放泛基因组结构,即核心基因数量极低(仅22个),而可变云基因占比高达97.8%(约19,000个)。这种基因组特性导致传统分类指标(如dDDH阈值70%)在界定物种边界时存在显著偏差
来源:Current Research in Microbial Sciences
时间:2025-12-02
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利用稀土纳米颗粒和点击化学技术对梗死心肌进行红外分子成像
该研究由西班牙马德里自治大学医学院生理学系的多个团队共同完成,包括Livia Didonè、Paula Gutiérrez González、Qiu Dongmei等学者。研究聚焦于开发新型心肌梗死诊断技术,针对现有荧光成像技术的痛点提出创新解决方案。研究团队来自纳米材料生物成像小组(nanoBIG),隶属于西班牙马德里自治大学医学院生理学系,实验地点位于西班牙马德里2809区。心血管疾病是全球主要死因,心肌梗死作为常见类型,其早期准确诊断对预后至关重要。尽管现有影像技术如MRI、CT和光学相干断层扫描取得进展,但仍存在操作复杂、辐射风险或设备成本高昂等问题。荧光成像技术凭借非电离辐射、高分辨
来源:Colloids and Surfaces B: Biointerfaces
时间:2025-12-02
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通过基于沸石的固态发酵技术,从木质纤维素水解物中高效生产ε-聚-L-赖氨酸
ε-聚赖氨酸固态发酵技术的创新突破及其工业应用潜力ε-聚赖氨酸(ε-PL)作为一类具有多重功能特性的生物材料,近年来在食品防腐、医药载体和抗菌材料领域展现出显著应用价值。然而传统液态发酵工艺存在能耗高、废水污染大、氧气传递效率低等瓶颈问题。安徽新华学院环境功能材料重点实验室团队通过系统研究开发出基于新型固态发酵策略的高效生产工艺,相关成果在《生物工程学报》等权威期刊发表。本研究突破性采用木质素水解液(CSH)作为碳源替代传统葡萄糖培养基,其原料来源于农业废弃物,不仅降低生产成本(碳源成本降低约60%),更实现了资源的循环利用。通过实验筛选发现,粒径在2-4毫米的改性沸石载体具有最佳性能,其多孔
来源:Bioresource Technology
时间:2025-12-02
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通过应用可解释的机器学习方法预测分散式堆肥过程中的温室气体排放
本研究针对中国有机废弃物堆肥过程中温室气体排放预测精度不足的问题,提出基于可解释机器学习模型的创新解决方案。通过整合来自七个不同气候带的501组现场监测数据,系统揭示了影响甲烷(CH₄)和氧化亚氮(N₂O)排放的关键因素,并建立了高精度预测模型。研究发现,CH₄排放强度在2.57×10⁻⁵至32.41 mg·m⁻²·min⁻¹之间波动,N₂O排放强度为1.99×10⁻⁴至2.27 mg·m⁻²·min⁻¹,其变化规律与C/N比、堆体温度等环境参数存在显著关联。基于此,研究团队构建了包含梯度提升树(GBT)和自适应Boost(AdaBoost)等八种机器学习算法的预测体系,其中GBT模型在排放量
来源:Bioresource Technology
时间:2025-12-02
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综述:体细胞杂交:植物生物技术中的“灰姑娘”?
植物体细胞杂种技术作为生物技术领域的特殊存在,其发展历程与当代应用价值值得深入探讨。自20世纪70年代首次成功实现植物细胞融合以来,这项技术经历了从备受瞩目的前沿领域到相对冷门的边缘技术的转变。本文系统梳理了体细胞杂种技术的科学原理、应用现状及未来发展方向,揭示了其作为"灰姑娘技术"的深层原因,并提出了整合多组学技术的创新路径。体细胞杂种技术的核心在于植物细胞的完全脱壁处理。通过纤维素酶和果胶酶的协同作用,或机械剪切法获取的原生质体(protoplasts)在特定条件下(如钙离子介导或电融合)实现细胞膜融合。这种技术突破了物种间的生殖隔离,使不同物种的细胞核、线粒体和叶绿体DNA得以在同一个细
来源:Biocatalysis and Agricultural Biotechnology
时间:2025-12-02
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失调评分方法鉴定表观遗传调控因子基因可预测癌症预后及免疫治疗疗效
癌症治疗领域近年来迎来免疫疗法的革命,尤其是免疫检查点阻断(ICB)疗法,通过解除T细胞所受的抑制信号,激活机体自身免疫系统攻击肿瘤细胞。然而,ICB疗法仅对部分患者有效,其疗效受到肿瘤异质性、免疫抑制性微环境以及癌细胞代谢适应等多因素限制。与此同时,表观遗传调控在癌症发生发展中的作用日益凸显。表观遗传调控因子(Epigenetic Regulators, ERs)负责组蛋白和DNA修饰的“读写擦除”,它们通过调控基因表达而不改变DNA序列,在肿瘤发生中扮演关键角色。尽管已有研究表明ERs与免疫治疗存在关联,但大多数ER基因在癌症中的系统性失调模式及其临床意义仍不清楚。为了解决上述问题,吕杰、
来源:Molecular Therapy Nucleic Acids
时间:2025-12-02
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噻唑橙:作为诊断遗传性颗粒缺陷现有方法的补充工具
该研究聚焦于血小板致密颗粒缺陷的检测方法优化,旨在探索新型诊断工具的应用价值。致密颗粒作为血小板功能的关键载体,储存着ADP、钙离子等活性物质,其储存或释放异常会导致凝血功能障碍,但现有诊断手段存在灵敏度不足、特异性不高等局限性。传统方法如放射性标记血清素或电子显微镜虽准确,但设备昂贵且操作复杂,难以在常规实验室普及。研究团队创新性地将噻唑橙(TO)应用于致密颗粒检测。TO作为常用RNA标记染料,在特定浓度下可特异性结合致密颗粒中的ADP分子,产生显著荧光信号。其优势体现在两方面:首先,TO的荧光增强效应(结合后荧光强度可提升约1000倍)使其检测灵敏度远超传统染料;其次,激活状态下致密颗粒释
来源:Platelets
时间:2025-12-02
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在复合载荷作用下钢筋混凝土桩及桩群变形的分析:一种非线性现象学建模方法
该研究提出了一种非线性分析模型,用于预测钢筋混凝土(RC)桩及桩群在组合荷载(垂直、水平及弯矩)下的变形行为。该模型的核心在于通过简化的解析表达式描述单桩在不同荷载条件下的响应,并扩展至桩群分析,同时考虑轴向与侧向/弯矩的耦合作用。### 1. 研究背景与动机传统方法中,极限状态设计(ULS)和适用性状态设计(SLS)往往分开处理,导致设计保守或不够精确。近年来,基于性能的设计(PBD)逐渐成为趋势,强调结构在特定荷载下的实际响应。然而,传统弹性方法(如Winkler地基模型)在非线性阶段的局限性显著,而有限元(FE)方法虽然精确但计算成本高。本研究旨在开发一种高效、简化的非线性解析模型,适用
来源:Soil Biology and Biochemistry
时间:2025-12-02
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在软土隧道系统中,由制动列车的变速效应引起的动态响应:一种格林函数方法
地下轨道交通系统动态响应研究:变速运动载荷下的软土隧道相互作用分析1. 研究背景与问题提出现代地下轨道交通系统普遍存在运营速度提升趋势,80-120 km/h常规运营速度向160-250 km/h高速化发展。这种速度提升在列车制动过程中产生显著的加速度效应,传统恒速运动载荷假设已无法准确反映实际工况。研究显示,制动加速度可达1 m/s²,紧急制动时甚至超过1.5 m/s²,这种动态载荷对软土-隧道系统的动力响应产生重要影响。2. 现有研究局限性分析传统分析方法主要采用以下两种模式:- 数值模拟法:通过有限元(FEM)或有限元-边界元耦合(FEM-BEM)方法,虽能处理复杂几何,但存在计算效率低
来源:Soil Biology and Biochemistry
时间:2025-12-02
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通过非共价迁移荧光标记技术对细胞有丝分裂过程中的脂质分布进行绘图研究
该研究提出了一种新型非侵入式荧光标记技术,用于动态追踪细胞分裂过程中脂质膜结构的重组与解体。通过设计一种名为NM-ER的荧光探针,该技术巧妙地解决了传统共价标记法对细胞自然状态的干扰问题,实现了从间期到胞质分裂全程的脂质分布可视化。技术核心在于BF₂-azadipyrromethene荧光素的非共价结合特性。这种探针通过两个长链伯醇基团与脂质双分子层的头部基团形成氢键网络,而非通过化学键固定。实验发现,该标记物能优先富集于核膜和内质网膜结构,且在细胞分裂过程中能持续追踪脂质成分的迁移轨迹。特别值得注意的是,在细胞分裂的后期阶段,当传统共价标记法因脂质重组而失效时,NM-ER仍能保持与脂质复合物
来源:Journal of Materials Chemistry B
时间:2025-12-02
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利用共培养技术从甘蔗渣的全纤维素中合成生物乙醇:统计优化与超声波诱导增强
甘蔗渣资源化利用与高效乙醇生产技术解析一、研究背景与产业需求作为全球第二大甘蔗生产国和糖业出口大国,印度2024年甘蔗产量达到348.4 million metric tons,年产生甘蔗渣约75-90 million tons。传统糖业处理方式是将甘蔗渣用于燃烧发电或供热,存在资源利用率低(仅20-30%成分被利用)、碳排放高(约0.5-1.2 tCO2-eq/ton SCB)等问题。印度政府2023年实施的E20乙醇 blending 政策,要求2030年前将汽油乙醇掺混比例提升至20%,这对以甘蔗渣为原料的2G生物乙醇生产技术提出了迫切需求。二、技术路线创新本研究构建了"预处理-酶解-共
来源:Bioresource Technology Reports
时间:2025-12-02
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自动化注册和聚类技术用于增强柔性膜蛋白的原子力显微镜定位效果
该研究聚焦于解决原子力显微镜(AFM)成像技术对柔性膜蛋白多构象状态表征的局限性。传统LAFM方法通过重构多帧图像堆叠来提升横向分辨率,但其对动态构象的融合效应导致图像模糊。研究团队提出融合无监督深度学习算法与LAFM的新框架,成功将该方法扩展至具有显著构象弹性的膜蛋白系统 SecYEG,为动态生物大分子的高分辨成像提供了新思路。### 关键问题与挑战1. **横向分辨率限制**:受限于探针几何尺寸和采样频率,传统AFM难以清晰分辨纳米级结构2. **动态构象融合**:柔性蛋白在扫描过程中存在构象漂移,导致LAFM图像产生伪影3. **多状态识别困难**:现有算法难以区分不同构象的统计学特征,
来源:PLOS Computational Biology
时间:2025-12-02