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综述:生物杂化技术将CO2转化为燃料和化学品:生物电催化、生物光电催化和生物光催化的研究进展
生物杂化技术:开启CO2绿色转化的新纪元Abstract应对气候与能源挑战需要高效的二氧化碳转化技术。融合生物与化学优势的生物杂化系统展现出巨大潜力,本文聚焦生物电催化(BEC)、生物光电催化(BPEC)和生物光催化(BPC)三大技术,揭示其在高附加值CO2转化中的突破性进展。Introduction全球能源需求激增导致大气CO2浓度逼近500 ppm,而其热力学稳定性(ΔG0 = -400 kJ·mol−1)成为转化瓶颈。自然光合作用效率不足1%,而人工光伏系统(效率15-20%)又面临产物选择性差的问题。生物杂化技术通过整合微生物/酶与功能材料,在温和条件下实现CO2定向转化,为碳循环经济
来源:Bioresource Technology
时间:2025-07-10
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多重荧光定量PCR技术同步鉴定多杀性巴氏杆菌及其A/D/F血清型的创新方法
论文解读在宠物数量激增的当下,一种潜伏在猫狗口腔中的细菌——多杀性巴氏杆菌(Pasteurella multocida)正成为人兽共患病的隐形威胁。这种革兰阴性菌不仅能引发猫的肺炎、人的败血症,更因A、B、D、E、F五种血清型的复杂抗原差异,使得传统血清学分型方法面临抗体制备困难、耗时长等瓶颈。尤其值得注意的是,原本主要感染禽类的F血清型近年频繁出现在家猫中,而D血清型在猫群中的零星检出更提示潜在传播风险升级。针对这一难题,华中农业大学的研究团队在《Microbial Pathogenesis》发表突破性成果。他们创新性地将四重荧光定量PCR(qPCR)技术应用于该领域,通过设计针对kmt1种
来源:Microbial Pathogenesis
时间:2025-07-10
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基于K-mer子序列自然向量(K-mer SNV)的真菌分类新方法:高效精准的多层次分类突破
真菌作为地球上分布最广的真核生物之一,在生态平衡、农业生产和人类健康中扮演着关键角色。然而,真菌分类长期以来面临三大困境:依赖形态学的传统方法需要专业知识,培养法不适用于难培养菌株,而基于DNA的分子方法又受限于序列比对的计算复杂度。尤其当面对包含144,000个物种的庞大真菌群体时,现有分类技术往往在准确性、效率和多层级分类能力上捉襟见肘。北京建筑大学理学院的研究团队另辟蹊径,开发出名为K-mer子序列自然向量(K-mer SNV)的创新算法。该方法巧妙避开了传统序列比对的瓶颈,通过捕捉K-mer(K核苷酸片段)在DNA序列中的分布特征,实现了真菌从门到种六个分类层级的精准预测。相关成果已发
来源:BMC Bioinformatics
时间:2025-07-10
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基于OECD Guideline 497 ITSv2的23种香料成分皮肤致敏性定义方法评估案例研究
这项案例研究聚焦23种被列为化妆品香料致敏原的单体成分,采用经济合作与发展组织(OECD)指南497号整合测试策略第2版(ITSv2)框架下的定义方法(Defined Approach, DA)进行皮肤致敏潜力评估。研究人员巧妙融合三重证据链:通过直接肽反应实验(DPRA)获取化学反应活性数据,借助人细胞系活化试验(h-CLAT)测定体外免疫激活潜力,同时运用OECD QSAR工具箱自动生成计算机模拟预测结果。评估结果显示,2-苄亚基庚醛等17种物质被DA判定为“致敏剂”,4-甲氧基苄醇等5种物质因数据不足列为“不确定”,而香茅醇成为唯一被判定“无需分类”的物质。值得注意的是,传统动物实验金标
来源:Toxicological Research
时间:2025-07-10
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Y染色体基因Bdspermless在橘小实蝇雄性生殖中的鉴定与功能解析:为昆虫不育技术(SIT)提供新靶点
这项研究聚焦于医学和农业害虫防控的关键技术——昆虫不育技术(Sterile Insect Technique, SIT)的分子靶点筛选。Y染色体因其携带雄性性别决定和发育调控的关键元件而备受关注,但其高度重复的结构使得相关基因鉴定充满挑战。研究团队创新性地采用染色体商数(Chromosome Quotient, CQ)方法,成功从橘小实蝇(Bactrocera dorsalis)胚胎雄性转录组中鉴定出5个Y染色体基因,其中包括核心靶点Bdspermless。通过RNA干扰实验发现,Bdspermless基因的功能缺失会导致一系列显著的生殖缺陷:睾丸器官发育异常、精子数量锐减且活力下降,最终引起
来源:Pest Management Science
时间:2025-07-10
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综述:RNAi技术在农业中的革命:机制解析、递送挑战突破与可持续害虫防治推进
AbstractRNA干扰(RNAi)作为一种高效的基因沉默技术,正推动农业领域应对全球粮食危机的创新变革。其核心机制依赖于双链RNA(dsRNA)被切割成21-23nt的小干扰RNA(siRNA),通过RNA诱导沉默复合体(RISC)实现靶基因的转录后抑制。研究表明,RNA依赖性RNA聚合酶(RdRP)能扩增siRNA信号,使RNAi效应在害虫体内系统性传播,这对鳞翅目等农业害虫的防治具有突破性意义。递送技术突破当前dsRNA递送面临肠道降解和细胞摄取效率低等挑战。最新研究开发了壳聚糖纳米颗粒包裹技术,可使dsRNA在昆虫中肠的稳定性提升300%。另有学者通过叶面喷洒含荧光标记的dsRNA,
来源:Pest Management Science
时间:2025-07-10
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谷物产品氨基酸贡献率精准评估:基于消化率方法的坦巴吉鱼(Colossoma macropomum)饲料配方优化研究
摘要尽管谷物产品的蛋白质含量较低,但在杂食性鱼类饲料中可贡献高达25%的总蛋白。本研究通过消化率试验系统评估了五种谷物产品对坦巴吉鱼(Colossoma macropomum)的营养利用效率。采用70:30参考饲料与测试原料混合配方,结合2 g kg−1铬氧化物标记法,发现玉米和高粱的可消化氨基酸(DAA)和DE显著优于其他原料,而碎米和小麦麸皮分别呈现最低的AA消化率(70.6% Met)和DE(9.25 MJ kg−1)。1 引言谷物副产品因其成本效益被广泛用于水产饲料,但碳水化合物利用率存在物种差异。杂食性鱼类可耐受35%的碳水化合物,而肉食性鱼类上限为20%。研究指出,米糠(RP)和小
来源:Journal of Animal Physiology and Animal Nutrition
时间:2025-07-10
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人工智能三维重建技术在髋关节置换术前规划中的优势与有效性研究
髋关节疾病终末期患者常需接受全髋关节置换术(Total Hip Arthroplasty, THA)以恢复功能,但传统二维(2D)模板规划因投影误差和主观偏差易导致假体错配、肢体长度差异(Leg Length Discrepancy, LLD)等并发症。福建医科大学附属福建省立医院骨科团队在《Scientific Reports》发表研究,首次系统评估了人工智能(AI)三维重建技术(AI-HIP软件)在THA术前规划中的应用价值。研究纳入109例单侧股骨头缺血性坏死患者,分为AI组(55例)和2D组(54例)。关键技术包括:(1)基于CT的AI-HIP软件自动识别髋臼/股骨解剖标志;(2)G-
来源:Scientific Reports
时间:2025-07-10
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基于多重PCR技术的烟粉虱多重菜豆金花叶病毒同步检测及隐存种鉴定研究
辣椒作为全球重要的经济作物,近年来因烟粉虱(Bemisia tabaci)传播的菜豆金花叶病毒(Begomovirus)导致辣椒卷叶病肆虐,造成严重产量损失。在印度泰米尔纳德邦,这一问题尤为突出。研究人员从特里奇和佩兰巴卢尔地区的辣椒田中采集了185头烟粉虱样本,旨在开发一种高效的多重PCR(M-PCR)检测技术,同步鉴定烟粉虱携带的多种病毒及其隐存种类型。研究团队采用改良的DNA提取方法,从单头烟粉虱中成功分离基因组DNA,并通过优化的M-PCR体系同步检测出三种病毒:辣椒卷叶Bhavanisagar病毒(ChiLCBV)、辣椒卷叶Salem病毒(ChiLCSV)和辣椒卷叶斯里兰卡病毒(Ch
来源:Physiological and Molecular Plant Pathology
时间:2025-07-10
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GC-TCD&FID联用技术同步检测烟草制品中水分、1,2-丙二醇、甘油及薄荷醇的创新方法研究
烟草制品的质量控制一直面临着多组分同步检测的挑战。水分含量直接影响烟草的储存稳定性和感官体验,而1,2-丙二醇、甘油作为保湿剂,薄荷醇作为风味添加剂,均是关键品质指标。传统方法如烘箱干燥法(oven-drying)和CORESTA推荐的CRM57、CRM60标准需分步检测,存在流程繁琐、耗时耗材等问题。更棘手的是,气相色谱-质谱联用(GC-MS)因水分分子量(m/z 18)干扰无法准确测定水分,而甲醇溶剂的使用也不符合绿色化学原则。针对这一技术瓶颈,中国烟草四川工业有限公司技术中心的研究团队在《Scientific Reports》发表论文,提出了一种创新的GC-TCD&FID并联分析
来源:Scientific Reports
时间:2025-07-10
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基于特质模型的康复干预:显著降低焦虑抑郁症状并提升人格特质的创新疗法
在成瘾治疗领域,一个世纪以来从脑叶切除术的野蛮干预发展到12步法的普及,再到认知行为疗法(CBT)和辩证行为疗法(DBT)的应用,治疗理念虽不断革新,却始终面临两大困境:传统缺陷模型强调"无力感"加剧病耻感,而主流疗法对共病焦虑抑郁的整合不足。更棘手的是,年轻群体对结构化认知干预的抵触、资源匮乏者难以获取DBT等高强度治疗,以及12步法的灵性框架与部分人群价值观冲突,导致治疗脱落率居高不下。当美国司法系统每年将数百万药物滥用者转入强制治疗时,这种供需矛盾尤为尖锐。Campbellsville University的研究团队为此开发了特质导向康复模型(Trait-Based Model of R
来源:Scientific Reports
时间:2025-07-10
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微软Kinect Azure与手动测量方法在精英女子举重运动员坐位体前屈测试中的对比分析:可靠性、可重复性与应用潜力
在体育科学和康复医学领域,精确测量关节活动度和灵活性对运动员表现评估和损伤预防至关重要。传统的坐位体前屈测试(SRT)依赖手动测角仪,存在操作者依赖性高、效率低等问题。随着技术的发展,低成本、便携式的三维运动捕捉设备如微软Kinect Azure逐渐崭露头角,但其在专业运动员群体中的可靠性尚未充分验证。为解决这一问题,卡拉曼奥卢·穆罕默德贝大学医学院的研究团队开展了一项开创性研究,比较Kinect Azure与手动测量方法在精英女子举重运动员SRT测试中的表现。研究招募了21名获得国际赛事奖牌的土耳其国家女子举重队运动员,在标准化训练环境下同步采集腕、肘、肩和躯干的关节角度数据,并使用数字测角
来源:Scientific Reports
时间:2025-07-10
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深度学习驱动的Fast-RF-Shimming技术:实现7T MRI射频匀场5000倍加速
在医学影像领域,7特斯拉(T)超高场磁共振成像(MRI)犹如一把双刃剑——它能提供令人惊叹的高信噪比(SNR)图像,却因射频波长与人体组织尺寸相近而产生恼人的"波纹效应"。这种被称为射频场(B1+)不均匀的现象,会导致翻转角度不一致和图像强度异常,就像试图用皱巴巴的纸作画,再精湛的医术也难以施展。传统解决方案Magnitude Least Squares(MLS)优化虽有效,但每次扫描需耗时数小时进行校准,让临床医生们望"场"兴叹。针对这一瓶颈问题,来自中国的研究团队在《Meta-Radiology》发表了一项突破性研究。他们巧妙地将深度学习引入射频匀场领域,开发出名为Fast-RF-Shim
来源:Meta-Radiology
时间:2025-07-10
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濒危马达加斯加狐猴被动声学监测方法的有效性验证与种群保护启示
在生物多样性热点马达加斯加,极度濒危的Nosy Be鼬狐猴(Lepilemur tymerlachsoni)正面临栖息地丧失和狩猎的双重威胁。这种夜行性树栖动物被世界自然保护联盟(IUCN)列为极危物种,但传统调查方法因夜间观测困难、地形复杂等问题难以准确评估其种群状况。澳大利亚国立大学(The Australian National University)的研究团队创新性地将被动声学监测技术(PAM)引入灵长类研究,通过系统比较声学线索计数与样线调查结果,为这一物种的保护管理提供了科学依据。研究团队在Nosy Be岛Lokobe地区部署10台自动录音设备(Song Meter SM4),累计
来源:International Journal of Primatology
时间:2025-07-10
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基于LC-MS的简化方法结合体外代谢模型实现DNA加合物的高灵敏度分析与结构解析
生命的遗传密码存储在DNA的精密结构中,但无处不在的化学物质可能通过形成DNA加合物破坏这种稳定性。传统32P后标记法等技术虽能检测DNA损伤,却像"盲人摸象"般无法揭示加合物的化学结构。更棘手的是,大多数致癌物需要经过细胞色素P450(CYP)等代谢酶的活化才能与DNA结合,这使得研究中选择合适的生物模型成为关键挑战。现有方法要么缺乏结构解析能力,要么受限于原代肝细胞获取困难、代谢活性不足等问题,严重阻碍了新型DNA加合物的发现与研究。针对这些瓶颈,德国明斯特大学(University of Münster)的Andrea Gerdemann团队开发了一种创新的解决方案。研究人员将高灵敏度液
来源:Archives of Toxicology
时间:2025-07-10
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基于根-土互作的大麦根系生长新表型方法:GWAS验证与QTL定位揭示压实土壤适应性机制
土壤压实是全球农业面临的重大挑战,它通过减少孔隙度、降低水分和养分有效性,直接抑制根系发育并导致减产。传统研究依赖高密度琼脂或蜡-凡士林层模拟压实环境,但这些方法无法反映真实的根-土互作机制,忽略了土壤微生物组和物理化学特性的动态影响。更棘手的是,目前对作物根系穿透压实层的遗传基础知之甚少,制约了耐压实品种的选育。意大利CREA基因组与生物信息学研究中心的Giorgia Carletti团队在《Plant Methods》发表的研究,创新性地开发了基于天然土壤的人工压实块表型系统。通过混合田间细粉土、沙子和蛭石(1:1:0.2),调节含水量至31%形成均匀压实块,结合GWAS技术,首次揭示了大
来源:Plant Methods
时间:2025-07-10
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基于浮置延伸栅极有机场效应晶体管(FEG-OFET)的非接触无污染高分辨率静电成像技术及其工业应用
1 引言100美元/像素)的缺陷,而双色碳粉(dual-color toners)会污染样品。近年来基于微机电系统(MEMS)和电容传感器的技术仍受限于分辨率或操作复杂性,亟需开发非接触、高分辨率且定量化的解决方案。2 结果与讨论2.1 单器件性能FEG-OFET采用溶液法制备,以聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)为柔性基底,银纳米颗粒墨水印刷电极,并沉积聚对二甲苯(parylene)绝缘层。有机半导体层使用二己基-二噻吩并苯并二噻吩(DTBDT-C6)与聚苯乙烯(polystyrene)共混,其深HOMO能级(-5.16 eV)赋予优异的环境稳定性。128个器件均表现出p型特性,阈值电压-0.07
来源:Advanced Materials Technologies
时间:2025-07-10
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量子钻石传感器附加模块实现光学显微镜的磁场成像技术
Abstract宽场磁成像技术利用金刚石中氮空位(NV)色心作为量子传感器,已成为研究材料微观磁性的重要手段。传统量子钻石显微镜(QDM)多为定制化设备,而本研究开发的附加模块可将标准光学显微镜升级为磁成像系统,集成NV钻石传感器、532 nm激光源、微波天线和偏置磁体,在保留显微镜原有光学功能的同时实现NV磁成像。通过钕磁体微粒样本测试,成功演示明场、暗场和磁成像模式的协同工作,并采用等磁场成像技术实现秒级磁场可视化,最终完成三维杂散场成像。该改装方案充分利用传统光学显微镜的稳定性和精细控制优势,显著降低建立独立磁成像系统的成本和空间需求。1 Introduction量子钻石显微镜利用金刚石
来源:Advanced Materials Technologies
时间:2025-07-10
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响应传感复合材料:软体防弹衣冲击缓解与空间损伤检测的创新研究
想象一下,软体防弹衣不再只是被动防护,还能像“智能侦探”一样感知损伤!研究人员开发了一种响应性传感复合材料(responsive and sensing composites),专为提升软体防弹衣的冲击缓解和损伤检测能力设计。软体防弹衣通常由柔性高强度织物如Kevlar和尼龙制成,但传统材料缺乏损伤传感功能。通过创新合成剪切增稠凝胶(shear thickening gels, STGs),对比两种技术(热辅助法更优),并进行准静态纱线拔出测试和动态冲击实验,优化了力学性能。接着,引入碳纳米管(carbon nanotubes, CNTs)实现传感,通过循环机电测试验证性能;结合电气阻抗断层扫
来源:Advanced Materials Technologies
时间:2025-07-10
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燃料电池混合动力无人机轨迹规划中的能耗优化:基于分层模型预测控制(HMPC)的创新策略
引言无人机(UAV)在军民领域的广泛应用面临续航瓶颈,传统锂电系统难以兼顾高功率密度与高能量密度需求。质子交换膜燃料电池(PEMFC)虽具能量优势,但其动态响应慢的特性制约了在无人机中的应用。本研究构建FC-锂电池混合架构,通过分层模型预测控制(HMPC)实现轨迹规划与能量管理的协同优化,突破现有单目标优化算法的局限性。系统描述混合动力架构设计8kg级四旋翼无人机采用PEMFC(1000W)为主电源,22.2V/80000mAh锂电池为辅助电源的创新配置。通过单向DC/DC转换器稳定FC输出,双向DC/DC调节电池充放电,形成如图1所示的混合拓扑结构。动力学建模采用旋转矩阵法,建立包含位置(x
来源:Advanced Robotics Research
时间:2025-07-10