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利用机器学习和表面增强拉曼光谱液体活检技术对糖尿病进行临床诊断:一项探索性研究
糖尿病作为全球范围内日益严重的健康问题,其影响正持续扩大,凸显了早期和准确诊断的重要性,以防止严重的并发症。然而,传统的诊断方法,如糖化血红蛋白(HbA1c)检测和口服葡萄糖耐量试验(OGTT),往往在检测疾病早期阶段时缺乏足够的灵敏度和特异性。因此,本研究提出了一种有前景的替代方案——无标记的表面增强拉曼光谱(SERS),该技术能够实现快速、无创的液态样本生化分析。通过使用金纳米颗粒(AuNPs)作为SERS的基底,我们对临床血清样本进行了无标记的SERS检测,以实现糖尿病的诊断。由于无标记SERS在分析生物样本时会产生复杂的光谱数据,我们开发了一套专门针对临床样本的机器学习流程,结合合成数
来源:Nanoscale Advances
时间:2025-10-30
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利用表面增强拉曼光谱技术,通过凝集素识别小型细胞外囊泡的糖链特征
糖胺聚糖是重要的膜成分,在各种生物过程中发挥着关键作用,其异常表达常常与癌症等疾病相关。凝集素是一类能够结合特定糖胺聚糖结构的碳水化合物结合蛋白,已被广泛用于研究细胞膜上的糖基化模式。然而,由于癌源性小外泌体(sEVs)的高度异质性、单个囊泡的表面积较小、特定糖胺聚糖基序的丰度较低以及缺乏可靠的多重检测平台,使用凝集素对癌源性小外泌体中的糖胺聚糖进行多重分析仍然存在局限性。在这项研究中,我们开发了一种基于凝集素的表面增强拉曼光谱(SERS)检测方法,该方法既能单独检测糖胺聚糖的结构,也能在一次检测中同时进行多重分析。我们评估了该方法的灵敏度和特异性,并通
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基于机器学习的认知衰退检测方法:使用SSWTRT的分类性能与决策分析
本研究探讨了一种基于机器学习的新型认知衰退筛查方法,该方法利用日本的拟声词(sound symbolic words, SSWs)结合图像纹理识别任务,以评估个体是否存在认知功能下降的风险。随着全球老龄化趋势的加剧,认知障碍性疾病如痴呆症和轻度认知障碍(MCI)的患病率显著上升,因此早期识别和干预显得尤为重要。传统的筛查工具,如简易精神状态检查(MMSE),虽然在临床中广泛应用,但其依赖专业人员操作且耗时较长,难以在大规模筛查中普及。为此,研究者开发了一种名为“声音象征性词汇纹理识别测试”(Sound Symbolic Word Texture Recognition Test, SSWTRT
来源:Frontiers in Artificial Intelligence
时间:2025-10-30
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使用多变量综合评估方法评估CMIP6模型在南方温带地区的表现
南方温带(STZ,30°S–55°S)在全球能量、水和碳循环中扮演着至关重要的角色。尽管第六次耦合模式比较计划(CMIP6)的地球系统模型(ESMs)为气候研究提供了重要的数据支持,尤其是在南半球的气候系统中,这些模型之间仍然存在显著的差异。因此,对这些模型在STZ区域的综合评估显得尤为重要。本研究采用多变量综合评估(MVIE)方法,对17个CMIP6 ESMs在模拟STZ区域的近地表大气场和海洋温度与盐度场方面的表现进行了评估,从而实现对多个变量的全面评估。近地表大气场的多模型集合(MME)均值显示出系统性的偏差,包括对西风、北风和比湿的高估。对于海洋场,深海的温度存在普遍的暖偏差,而深层的
来源:Frontiers in Marine Science
时间:2025-10-30
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通过基于深度学习的红外图像分割技术对睑板腺功能障碍进行定量评估
近年来,随着人工智能技术的迅猛发展,图像分割在医学领域的应用日益广泛。特别是针对眼睑中板腺(Meibomian Glands, MG)的分析,图像分割技术被广泛用于评估其形态和功能,为干眼症(Dry Eye Disease, DED)及其主要病因——板腺功能障碍(Meibomian Gland Dysfunction, MGD)的诊断和分级提供了新的可能性。然而,尽管已有许多先进的图像分割算法被应用于MG分析,其在临床中的实际应用仍受到一定限制,主要体现在与MGD诊断和分级流程的整合不足。为了弥补这一差距,本研究采用三种先进的深度学习模型——DeepLabV3+、U-Net和U-Net++——
来源:Frontiers in Artificial Intelligence
时间:2025-10-30
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环境友好的抗癌药物来那度胺的合成方法
lenalidomide(一种抗癌药物)是通过更环保的反应条件合成的。与传统方法不同,传统方法使用大量的有机溶剂以及昂贵的试剂或催化剂,而我们的方法采用了环保的反应介质、成本效益高的试剂,并简化了下游处理流程。这些改进使得绿色化学指标得到了提升,具体体现在较高的完全E因子(cEF)和较低的过程质量强度(PMI)上。该优化工艺已成功实现放大生产,最终获得了62%的纯产物收率。
来源:Organic Process Research & Development
时间:2025-10-30
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一种可持续的ε-赖氨酸支链GLP-1类似物的制备方法:结合绿色SPPS技术、无金属的烷基化去除工艺、废物最小化处理以及不含TFA/PFAS的树脂裂解方法
ε-赖氨酸分支(ε-Kb)胰高血糖素样肽-1(GLP-1)类似物是一类重要的肽类治疗药物,它们为2型糖尿病和肥胖症等疾病的治疗带来了新的希望,因此需要以吨级规模进行生产。然而,由于缺乏可持续的生产方法,人们对于使用现有制造技术生产ε-Kb GLP-1的可行性表示担忧。我们报道了一种固相肽合成(SPPS)方法来制备ε-Kb GLP-1,该方法以含有四个α位取代的非天然氨基酸(uAA)的GLP-1三重激动剂作为底物。我们的方法包括高效的无DMF SPPS过程,这需要解决溶剂质量问题以及无金属的Lys(Alloc)去除问题,为此我们采用了His碘化侧反应技术。通过双重策略(消除后偶联洗涤步骤和回收S
来源:Organic Process Research & Development
时间:2025-10-30
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CALF-20粉末及其挤出物的低温二氧化碳吸附性能与扩散动力学研究(采用零长度柱技术)
Calgary Framework-20(CALF-20)凭借其在潮湿烟气中的选择性物理吸附能力和稳定性,展现出卓越的二氧化碳(CO2)捕获潜力。然而,其二氧化碳的扩散机制仍不甚明了,这阻碍了其在工业中的广泛应用。我们通过溶剂热法和相转化法制备了CALF-20粉末及挤出物,并利用零长度柱(ZLC)技术对其二氧化碳的吸附-扩散行为进行了表征。在0.1巴和311开尔文(K)的条件下,CALF-20的二氧化碳吸附量为2.0毫摩尔每克(mmol g–1),其扩散时间常数的倒数D/R2为4.36 × 10–2秒–1。粒径实验表明,宏观孔隙扩散是主要的传质阻力,并确定了一个关键过渡半径0.48毫米,该半径
来源:Industrial & Engineering Chemistry Research
时间:2025-10-30
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集成电化学二氧化碳转化为乙醇的工艺设计及技术经济分析
由于迫切需要减少来自难以减排行业(如水泥制造)的人为二氧化碳(CO2)排放,人们对碳捕获与利用(CCU)技术的关注日益增强。本研究解决了在系统层面整合二氧化碳捕获、电化学转化以及下游乙醇生产过程中的关键问题。研究人员开发了一个集成过程模型,将基于速率的Aspen Plus模拟(用于模拟水泥烟气中的二氧化碳捕获过程)与一个基于Excel的定制电解槽模型相结合,该电解槽使用了Cu3Sn催化剂膜电极组件。在工业相关的电流密度(900 mA cm–2)下,电化学转化产生的乙醇法拉第效率达到了64.3%。通过提取蒸馏等下游分离技术,实现了燃料级乙醇的纯度(≥99.5 wt %)。技术经济分析显示,在基准
来源:Industrial & Engineering Chemistry Research
时间:2025-10-30
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评估KCl在水基钻井液中的抑制效率:一种针对页岩稳定性的形成响应方法
在伊拉克库尔德地区的钻井作业中,由于页岩的膨胀特性、颗粒分散性以及机械破坏性,钻井活动面临诸多挑战。页岩主要由黏土矿物组成,如伊利石、绿泥石、高岭石和蒙脱石,这些矿物对水的敏感性较高,容易发生膨胀。这种膨胀行为会改变页岩的物理和化学性质,导致其水化,从而削弱钻井井眼的机械完整性。在实际钻井过程中,页岩的膨胀不仅会影响井眼稳定性,还可能引发一系列地质问题,如井壁坍塌、钻井效率下降以及非生产时间增加。因此,研究如何有效抑制页岩膨胀,成为提高钻井效率和降低操作风险的重要课题。为了应对这些问题,研究人员开发了基于钾盐(KCl)的抑制性水基钻井液(WBDFs),并对其在库尔德地区的多个页岩层中的表现进行
来源:Industrial & Engineering Chemistry Research
时间:2025-10-30
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综述:介孔碳:一种多功能吸附剂和催化剂——从技术经济性和生命周期的角度进行探讨
随着每天废水污染的加剧,人们采用了多种方法来处理这些问题,但这些方法往往忽视了产品的稳定性及其经济影响。实际上,应将产品应用于能源领域以及多种环境场景作为主要目标。本文研究了由不同原料制成的介孔活性炭的稳定性和经济性,采用了生命周期评估(LCA)和 techno-economic analysis (TEA) 方法进行分析。同时,还讨论了介孔活性炭的商业化合成(包括实验室规模)及其成本。通过全球变暖潜力(GWP)值解释了碳生产过程中的全球变暖现象。为了对介孔活性炭及其原料材料进行经济评估,文中还介绍了净现值(NPV)、回收期(POP)、运营支出(OPEX)和资本支出(CAPEX)等概念。最后,
来源:Industrial & Engineering Chemistry Research
时间:2025-10-30
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酶促生物氧化技术(EnBiTe):在低温条件下从难处理硫化矿中回收黄金的工艺优化
本研究采用模块化酶系统,探讨了酶促生物氧化技术(EnBiTe)在难处理硫化物矿石中回收黄金的应用。在多种条件下对生物氧化过程进行了优化,包括底物流速为5–10 mL/h、循环流速为50–200 mL/h以及通气流速为1.0–2.0 L/min。EnBiTe系统使用了两种固定化酶模块:一种葡萄糖氧化酶(GO)模块用于生成氧化剂,另一种过氧化氢酶(CAT)模块通过消耗多余的过氧化氢来减轻氧化应激。这两种模块以并联和串联方式组合使用,在并联配置下表现出更优异的性能。在优化条件下(底物流速为10 mL/h、循环流速为100 mL/h时),黄铁矿的溶解率达到了91%。当循环流速为100 mL/h时,并联
来源:Industrial & Engineering Chemistry Research
时间:2025-10-30
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采用相转化共带铸造技术制备的层次结构导向多孔镍基金属支撑固体氧化物燃料电池
金属支撑的固体氧化物燃料电池(MS-SOFCs)由于其优异的机械强度和相对较低的材料成本,展现了显著的应用潜力。然而,其商业化受到了金属基底与单个电池之间集成过程复杂性的阻碍。在这项工作中,我们创新性地采用了相位反转胶带铸造(PITC)技术,一步制备出了具有层次结构的阳极,该阳极由镍(Ni)金属基底和镍-氧化钇稳定的氧化锆(YSZ)阳极功能层组成。研究表明,这种层次结构的多孔阳极为气体在阳极中的快速传输提供了理想的通道,从而有望消除气体浓度阻力。电化学性能测试表明,在3% H2O加湿的氢气氛围下,该电池在750°C和800°C时的峰值功率密度分别可达0.14 W cm–2和0.28 W cm–
来源:Industrial & Engineering Chemistry Research
时间:2025-10-30
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循环二氧化碳注入技术在分类深部地层中的回收行为研究
在当今能源开发与环境保护并重的背景下,二氧化碳(CO₂)驱油技术(CO₂ EOR)因其在提高原油采收率和实现碳封存的双重作用,成为非常规油气资源开发的重要手段。本文系统地探讨了CO₂驱油技术在致密油储层中的应用,重点分析了不同孔隙结构对油驱效率的影响,并结合实验手段揭示了CO₂与储层岩石之间的相互作用机制。通过高压力汞注入(HPMI)和核磁共振(NMR)技术对储层孔隙类型进行分类,结合相行为分析和薄管实验,为CO₂驱油过程中的油驱机制研究提供了理论依据。同时,利用NMR技术对不同孔隙尺寸下的油驱效果进行了定量分析,进一步明确了微观油驱特性及其影响因素,从而为CO₂驱油和碳封存技术在致密油储层中
来源:ACS Omega
时间:2025-10-30
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利用经过优化的反应蒸馏系统(结合预分馏技术)实现酯类转酯过程中的能耗与资本成本降低
反应精馏技术是一种高效且广泛应用的化工过程,它通过将化学反应与蒸馏操作结合,实现了物质分离与转化的同步进行。然而,在某些具有共沸点的混合物体系中,比如甲基乙酸酯(MeAc)与甲醇(MeOH)在正丁醇(BuOH)下的酯交换反应,该技术的应用面临诸多挑战。这些问题主要体现在共沸混合物难以通过普通蒸馏分离,且反应物的转化率较低,导致生产效率受限。为了解决这些挑战,本文提出了一种结合预精馏柱(PFC)与反应精馏柱(RC)的系统,即反应精馏预精馏系统(RDPFC),旨在对聚乙烯醇(PVA)工业中产生的废料流(包含30.7 wt% MeAc和69.3 wt% MeOH)进行资源化利用,以回收高纯度的甲醇和
来源:ACS Omega
时间:2025-10-30
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综述:压裂-驱油技术的作用机制、应用与前景
压裂-驱油技术概述压裂-驱油技术是一种结合压裂造缝与驱油剂注入的集成化开发方法,通过高压注入工作剂(如水、表面活性剂、复合驱替剂等)形成裂缝网络,并利用浸泡渗吸作用实现储层高效开发。该技术克服了传统压裂液返排损失大、化学驱波及效率低等缺陷,在低渗透、特低渗储层中表现出显著优势。技术作用机制补充地层能量:通过高于地层破裂压力的注入压力快速提升储层压力,改善原油流动条件。例如,牛庄油田应用后地层压力保持水平从0.51恢复至0.82,单井日油产量显著提升。扩大波及体积:体积压裂形成多向延伸的复杂裂缝网络,连接天然裂缝与孔隙,扩大驱替剂接触范围。南海低渗区块试验后半年累计增油达10.1万立方米。提高洗
来源:ACS Omega
时间:2025-10-30
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通过表面活性剂辅助的LaCoO3±δ纳米催化剂沉积技术优化La2NiO4+δ电解槽中的氧电极性能
在当今全球能源结构不断变化的背景下,氢能源作为一种清洁、可持续的能源载体,正受到越来越多的关注。国际能源署(IEA)预计,为了满足2050年的全球能源需求,每年需要约3000万吨的氢气生产。为了实现这一目标,固体氧化物电解池(SOECs)被视为一种具有前景的技术,因为它可以在高温条件下将水分子分解为氢气和氧离子,并通过电解质传递到氧气电极,最终形成氧气。相比其他类型的水电解设备,如碱性电解池和质子交换膜电解池(PEM),SOECs展现出更高的效率,其功率到燃料的转换效率可以达到90%或更高。此外,SOECs还具有良好的灵活性,能够处理二氧化碳和其他含碳气体(如甲烷)以生成更清洁的替代能源。在S
来源:ACS Omega
时间:2025-10-30
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利用低电位电弧等离子体太阳能驱动的WO3纳米颗粒合成方法
在现代材料科学的发展进程中,氧化钨(WO₃)因其独特的物理和化学性质,已被广泛应用于多个领域,包括光催化、电致变色器件、气体传感、超级电容器以及半导体技术等。为了满足这些高端应用对材料性能的要求,制备高纯度、结构可控的WO₃纳米材料显得尤为重要。然而,传统的WO₃制备方法往往面临诸多挑战,如成本高昂、操作复杂以及环境影响较大等问题,因此探索更高效、绿色的合成途径成为研究热点。本研究提出了一种利用低电压电弧等离子体技术,结合太阳能作为能源来源的创新方法,实现了WO₃纳米材料的高效合成,并进一步验证了其在金属切割和抗菌方面的多功能应用。电弧等离子体是一种通过高压放电产生高温、高能的等离子体环境,它
来源:ACS Omega
时间:2025-10-30
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一种简单的单锅加热反应方法,用于制备均匀的六边形CuInS2纳米片,并研究了取代型硫脲链长度对其生长的影响
铜铟硫化物(CIS)纳米晶体因其优异的光学和电子性能,近年来在多个领域引起了广泛关注。这些材料具有低毒性、直接带隙、高量子产率以及宽泛的荧光发射特性,因此被应用于照明、光伏、传感、生物标记和光催化等多个方面。尽管如此,传统的CIS纳米晶体合成方法存在一定的局限性,主要体现在其对纳米晶体尺寸和形状的调控能力较弱。通常,这些方法依赖于简单的加热反应,通过将铜和铟的盐类加入过量的十二烷基硫醇中,再在氮气或氩气保护下加热至约250°C。这种合成方式虽然操作简便、易于规模化,但由于十二烷基硫醇在反应中同时充当硫源、钝化剂和溶剂,导致其对纳米晶体的生长过程具有较强的控制力,从而限制了对最终产物的精细调控。
来源:ACS Omega
时间:2025-10-30
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通过水基胶带铸造方法制备层状不锈钢410S多孔支撑体:一种适用于金属硫化物燃料电池(MS-SOFCs)的可扩展制备工艺
金属支撑固体氧化物燃料电池(MS-SOFCs)因其机械强度高、热循环响应快以及能够使用多种燃料(如碳氢化合物和生物燃料)而受到越来越多的关注。这些特性使得MS-SOFCs成为提升能源转换设备性能的重要方向。然而,MS-SOFCs的关键组件——多孔金属支撑体(PMSs)的制造仍面临诸多挑战,如氧化耐受性、热膨胀系数(CTE)不匹配、气体扩散问题以及合成的可重复性等。本研究通过一种可重复的水基涂布方法,使用商业化的410S不锈钢粉末成功制备了PMSs。选择410S不锈钢是因为其CTE在100–538 °C范围内与MS-SOFC陶瓷层组件具有良好的匹配性,同时其11.5–14.5%的铬含量有助于提升
来源:ACS Omega
时间:2025-10-30