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物理玻璃化与纳米复温技术在升尺度低温保护剂体积中的应用:迈向器官低温保存新纪元
在器官移植领域,最大的瓶颈之一是器官保存时间的极端有限性。当前,心脏、肝脏等器官在摘除后仅能维持数小时的活力,这极大地限制了移植手术的规划与器官的远距离调配。若能实现器官的长期低温保存——即构建“器官银行”——将彻底改变移植医学的格局。然而,尽管细胞和小组织片的低温保存已较为成熟,整个器官的低温保存尤其是人类尺度的器官保存,至今仍是一个遥不可及的目标。其核心挑战在于,在冷却和复温过程中,如何避免冰晶的形成和热应力导致的器官破裂,这两个物理过程会直接摧毁器官的结构和功能。玻璃化(Vitrification)作为一种理想的解决方案,旨在将生物材料快速冷却至超低温,形成一种无定形的玻璃态而非结晶的冰
来源:Nature Communications
时间:2025-09-27
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单光子双光梳鬼成像光谱技术:实现毫秒级高分辨率光子稀缺光谱分析
在光学测量领域,单光子光谱技术(Single-photon spectroscopy, SPS)一直被视为探测极限的象征——它能够从皮瓦级(picowatt)的极弱光场中提取高分辨率光谱信息,为天文观测、暗物质探测和单分子分析等前沿领域提供关键支撑。然而这道微光之路却布满荆棘:传统单光子光谱仪要么牺牲分辨率换取灵敏度,要么耗费数小时采集时间,在光子稀缺场景中始终难以兼顾高速与高分辨率测量。就像试图用滴水穿石的方式描绘一幅精密图谱,科学家们迫切需要一种能够"既快又准"捕捉光子信息的革命性技术。2019年双光梳光谱(Dual-comb spectroscopy, DCS)技术的出现曾带来曙光,通过
来源:Nature Communications
时间:2025-09-27
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面向半导体制造的20mm超宽视场穆勒矩阵光谱椭偏成像技术与应用研究
随着半导体器件特征尺寸持续微缩,制造工艺控制面临前所未有的挑战。纳米级的尺寸容差导致芯片内部出现局部结构变异,直接影响器件电学性能并可能引发功能失效。为了在全晶圆范围监控这些变异,需要具备更高空间密度和更快吞吐量的先进半导体计量技术。传统光谱椭偏(SE)和穆勒矩阵光谱椭偏(MMSE)技术虽具有非破坏性和高灵敏度优势,但逐点测量方式严重限制其晶圆级分析效率。扫描电子显微镜(SEM)虽能提供优异分辨率,但其微小视场(FOV)难以捕捉芯片内部及晶圆尺度的结构变异。针对现有技术瓶颈,三星电子半导体研发中心的Juntaek Oh、Jaehyeon Son等研究人员在《Nature Communicati
来源:Nature Communications
时间:2025-09-27
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多模态超分辨率技术揭示聚变等离子体隐藏物理机制:磁岛形成与边界局域模抑制的新证据
在追求可控核聚变的道路上,科学家们面临着一个持久挑战:如何实时监测瞬息万变的等离子体行为?现代聚变装置如DIII-D托卡马克配备了超过80种诊断系统,但这些设备各有限制——有的时间分辨率不足,有的空间覆盖有限,就像试图用不同帧率的摄像机拍摄高速运动物体,总是错过关键细节。特别是边界局域模(ELM)这种毫秒级快速爆发现象,能够瞬间释放相当于破坏级的热负荷,对ITER等未来反应堆的面向等离子体材料构成严重威胁。更棘手的是,研究ELM抑制机制所需的共振磁扰动(RMP)效应观测,需要同时捕获电子温度和密度剖面的微妙变化,而传统汤姆逊散射(Thomson Scattering, TS)诊断仅能以200H
来源:Nature Communications
时间:2025-09-27
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原位监测水系锌离子电池电解质pH与溶解氧的EGFET传感器技术突破
随着可再生能源发电占比不断提升,电网级储能系统成为平衡风光发电波动性的关键支撑。在众多储能技术中,水系锌离子电池因其高安全性、低成本和环境友好特性备受关注,但实际应用仍面临严峻挑战:锌负极表面的析氢反应(HER)和腐蚀、碱性副产物碱式硫酸锌(ZHS)的生长,以及锰基正极的析氧反应(OER),这些副反应会导致容量衰减和寿命缩短。本质上,这些问题的根源在于电池充放电过程中复杂的电化学反应和离子传输动力学,其变化直接体现在电极和电解质的组分改变上。因此,实时监测电池内部环境变化,不仅有助于理解电化学过程机制,更为优化电池性能提供了独特视角。传统研究多依赖核磁共振、气相色谱和同步辐射等大型设备,这些方
来源:Nature Communications
时间:2025-09-27
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基于噪声稳定化的超导量子处理器误差抑制方法研究
在当今量子计算发展的关键阶段,超导量子处理器已展现出超越经典计算机暴力计算能力的潜力,这一突破主要得益于误差抑制技术的应用。然而量子比特与缺陷二能级系统(TLS)之间的相互作用导致设备噪声出现难以预测的波动,严重影响了误差抑制模型的准确性。这种不稳定性不仅使得观测值估计出现偏差,甚至可能产生非物理的结果,成为制约量子计算可靠性的核心瓶颈。发表于《Nature Communications》的最新研究通过创新性地调控qubit-TLS相互作用,实现了超导量子处理器噪声的主动稳定化。研究人员设计了一种配备电极控制的固定频率transmon量子比特系统,通过调制kTLS参数改变局域电场,从而精确操控
来源:Nature Communications
时间:2025-09-27
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基于PTFE-HLB固相微萃取技术的癌细胞挥发性代谢组学分析方法开发与应用
章节亮点试剂方法学优化和验证所使用的18种代表性化合物均选自先前A549肺癌细胞系的预实验研究,包括:呋喃、二甲基硫醚、2-甲基-2-丙醇、2-甲基丙醛、叔丁基甲基醚、正丁醛、2-甲基呋喃、3-甲基丁醛、2-戊酮、正戊醛、3-甲基-1-丁醇、吡啶、正己醛、乙酸正丁酯、正庚醛、苯甲醛、正辛醛和2-乙基-1-己醇,全部购自Sigma-Aldrich公司。HLB-PTFE SPME纤维的流失效应评估在气相色谱进样口进行SPME纤维直接热解吸时,关键步骤之一是评估纤维涂层的流失/热降解情况。空白SPME纤维的解吸色谱图中常会出现某些色谱峰,这些峰可能源于SPME纤维制备中所用吸附剂颗粒清洗不充分、萃取
来源:Analytica Chimica Acta
时间:2025-09-27
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新型密闭传导加热消化系统(CHDS)结合稀释硝酸在动物饲料元素分析中的应用:一种经济环保的样本前处理方法
Highlight仪器方法使用配备双视角等离子体、电荷注入检测器(CID)和阶梯光栅的Thermo ICAP 7400 Duo电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-OES)进行元素测定,优化参数见附表S1。所有认证标准物质(CRMs)的制备均采用Simplify消化器(Vert Technologies,巴西)。参考物质通过测定与商业动物饲料基质相近的CRMs和参考物质(RMs)中B、Ca、Cu、Fe、K、Mg、Mn、P、S和Zn的含量,评估消化器性能。比较使用2.0 mL不同浓度(3.5、7.0和14.0 mol L-1)HNO3的CHDS流程对ICP-OES测定宏量营养素(Ca、K、Mg、P
来源:Animal Feed Science and Technology
时间:2025-09-27
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番茄茎秆屏障技术限制番茄锈螨扩散及对捕食螨迁移的影响研究
番茄锈螨(Aculops lycopersici)是一种全球范围内危害番茄作物的关键害虫,其体型微小(仅150-200μm),难以被及时发现,往往在出现典型症状——叶片和茎秆呈现锈色斑驳,甚至植株死亡时——才被发现。近年来,在中欧温室生产中该害虫的发生率显著上升。由于缺乏高效的选择性杀螨剂,生物防治和物理防控手段日益受到重视。虽然一些植绥螨(Phytoseiidae)显示出以锈螨为食的潜力,但其实际防控效果有限,部分原因是番茄腺毛结构对体型较大的捕食螨构成了物理障碍。近年来,体型更小的捕食螨,如Homeopronematus anconai和Pronematus ubiquitus(Iolin
来源:Experimental and Applied Acarology
时间:2025-09-27
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水平面法在无组织排放速率测量中的创新应用与验证研究
水平面法(Horizontal Plane Method)作为一种测量无组织排放速率(fugitive emission rate)的新方法,基于质量平衡原理(mass balance approach)进行了创新设计。与传统在垂直测量面(垂直于风向)采集空气中物质浓度的方式不同,该方法通过在近似水平的采样面(平行于风向)测量浓度或积分浓度,突破了无人机(drones)操作升限对羽流(plume)整体采样的限制,并可适用于航空器存在最低飞行高度限制的场景。水平面分布图还能用于估算单个排放源的平面位置,从而高效实现大区域或多源无组织排放的量化。研究指出最佳实施条件为晴朗白昼,在海拔110 m至1
来源:Journal of the Air & Waste Management Association
时间:2025-09-27
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南非食物垃圾资源化转化技术的社会成本效益分析与可持续分流策略研究
食物废弃物具有转化为高附加值产品的潜力,这种可持续策略能有效实现南非垃圾填埋场废弃物分流。本研究采用社会成本效益框架(social cost–benefit framework),在南非独特的社会经济与环境背景下,系统评估了厌氧消化(anaerobic digestion)、好氧堆肥(aerobic composting)、蚯蚓堆肥(vermicomposting)和黑水虻幼虫(black soldier fly larvae)等废弃物转化技术。通过定量废弃物成分分析结合技术评估,研究发现当前主流的填埋处理方式存在显著成本,凸显了战略性地分流食物垃圾在经济与环境方面的紧迫性。研究特别强调了垃圾
来源:Transactions of the Royal Society of South Africa
时间:2025-09-27
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综述:上肢假肢使用者双手任务表现:重新思考测量方法
Abstract本研究针对上肢假肢使用者双手任务表现(UEFS-P Two-Handed Task scale)的测量方法展开深度探索。原始评分体系存在逻辑缺陷——将"未执行任务"视为比"无法完成任务"具有更高难度的响应,并合并了多种响应类型。这种处理方式可能扭曲对假肢使用者实际功能水平的评估。Materials and Methods 研究纳入423例重大上肢截肢的假肢使用者数据。创新性地采用六种广义线性混合模型(GLMM)与部分信用模型(PCM)相结合的评分策略,同步考量任务执行数量和任务难度等级。通过系统比较模型拟合度、信度指标以及已知群体效度,筛选最优测量方案。Results 泊松-
来源:Disability and Rehabilitation
时间:2025-09-27
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腹腔镜人工授技术对母羊应激与炎症标志物的影响及其繁殖意义
腹腔镜技术(Laparoscopy)作为绵羊冻精人工授精(AI)的首选方案,有效规避了母羊宫颈的特殊解剖结构限制。本研究旨在探索该操作对应激与炎症指标的影响规律。研究人员对母羊实施发情同步化处理,分设对照组(仅激素处理,n=4)和腹腔镜AI组(LP组,n=5),后者在激素程序后54-60小时实施操作。通过采集D-1(禁食前)、0 h(AI进行时)、30 min、60 min、24 h及48 h的血样,检测血清皮质醇(cortisol)、总蛋白(TP)、白蛋白(albumin)和对氧磷酶1(PON1)水平。结果显示:LP组在0 h和48 h呈现皮质醇显著升高(p=0.01);白蛋白浓度在0 h、
来源:Journal of Applied Animal Welfare Science
时间:2025-09-27
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综述:小宗谷类作物的诱变育种:方法、进展、挑战与展望
小宗谷类作物的生物学地位与育种挑战小宗谷类作物(Small millets)是禾本科(Poaceae)的小籽粒成员,包括指状粟(手指粟)、狐尾粟、稗粟、黍粟、科多粟、小粟、苔麸、福尼奥米、褐顶粟、薏苡仁、几内亚粟等。这些作物在营养安全、气候韧性和农业可持续性中具有战略意义。然而,其遗传改良面临多重瓶颈:尽管基因库中保存了大量种质资源,但受限于表型鉴定不充分、数据共享不足以及杂交技术难度高,导致通过重组育种创造遗传变异的效率低下。诱变育种的技术演进与核心价值诱导突变育种(Induced mutagenesis)已成为替代传统育种的重要途径。该技术不仅通过创造新颖突变体直接推动品种改良,还极大丰富
来源:Cereal Research Communications
时间:2025-09-27
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利用标记辅助回交育种(MABB)技术改良水稻白叶枯病(BLB)抗性亲本以加速杂交稻开发
通过标记辅助回交育种(Marker-Assisted Backcross Breeding, MABB)技术,研究人员成功将三个关键的白叶枯病(Bacterial Leaf Blight, BLB)抗性基因——Xa21、xa13和xa5导入优良恢复系RP5933-1–19-2R。研究采用基因特异性标记筛选出携带全部目标基因的F1代植株,通过连续回交获得BC1F1和BC2F1群体。结合前景选择与73对多态性SSR标记的背景选择,在BC2F1植株中成功恢复了93.2%的轮回亲本基因组。田间评价显示,改良的BC2F3株系对白叶枯病表现出显著增强的抗性(病害严重度评分1-3级),同时保持或超越了轮回亲
来源:Cereal Research Communications
时间:2025-09-27
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人格障碍严重程度临床评估的核心维度:多方法研究揭示亲密关系与防御机制的关键作用
人格障碍诊断领域正经历从传统分类系统向维度化评估的重大范式转变。ICD-11和DSM-5替代模型(AMPD)采用的人格障碍严重程度(PDS)维度评估,虽然解决了分类系统固有的共病率高、特异性低等问题,但临床实践中面临新挑战——如何从众多评估维度和方法中识别出最核心的指标,以实现高效准确的评估。这项发表在《The British Journal of Psychiatry》的研究通过创新的多方法设计,首次系统确定了人格障碍严重程度评估中最具预测价值的核心维度。研究人员发现,仅仅关注四个关键维度就能解释超过90%的人格功能障碍变异,这一发现对临床实践具有革命性意义。研究采用的关键技术方法包括:使用
来源:The British Journal of Psychiatry
时间:2025-09-27
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无孔贝目(Athyridida)系统发育研究:不同推断方法的比较及其对腕足动物演化研究的意义
在地球生命演化的长河中,腕足动物是一类历史悠久、形态多样的海生底栖无脊椎动物,其中Athyridida(无孔贝目)作为仅有的两个挺过二叠纪末大灭绝的有铰纲腕足动物类群之一,其演化历史尤为引人关注。然而,这个从上奥陶统延续至下侏罗统的类群,其系统分类和演化关系却长期存在争议。由于不同学者对形态特征演化速率的假设不同,以及内部特征(如钙质腕骨)与外部特征(如壳饰)在判断同源性(Homology)与同塑性(Homoplasy)上的权重不一,使得基于传统分类学的研究难以揭示其真实的演化谱系。更关键的是,在宏观演化研究中,已命名的分类群常被直接当作演化支(Clade)的代理,若其本身并非单系群,则会导致
来源:Journal of Paleontology
时间:2025-09-27
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通过升降板测量仪评估不同草地监测方法在精度与劳动成本之间的权衡
摘要 牧场畜牧业的生产效率主要取决于牧场的利用程度,因此定期监测草量(HM)可以为农场决策提供重要信息。然而,由于整个草生长期需要投入大量时间,商业农场很少进行这种监测。不过,最近的研究表明,即使草量数据的准确性较低,也能提高企业的盈利能力,这值得进一步研究草量测量在准确性和成本之间的权衡。本研究利用英国德文郡North Wyke Farm Platform研究站点提供的每周多围场数据集,评估了一种简化版的“牧场步行”协议的技术可行性和节省劳动力的潜力。该协议仅沿围场的对角线路径收集数据,而非行业标准的W形路径。在234组时间-围场组合中,对角线路径与W形路径之间的草量估计平均绝对差异为10
来源:The Journal of Agricultural Science
时间:2025-09-27
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序数数据分析新框架:多维建模与统计推断的创新路径
在心理学、教育学和健康医学研究中,序数数据(ordinal data)如李克特量表评分、疾病严重程度分级等无处不在。传统分析方法往往忽略数据的顺序特性,或难以处理复杂的依赖结构。与此同时,潜变量模型在测量潜在特质时面临因子旋转不确定性、模型复杂性控制等挑战。如何发展更灵活、更可解释的统计框架,成为心理测量学领域亟待突破的瓶颈。《Psychometrika》2025年第三期汇集16篇前沿研究,从多维序数数据分析到机器学习赋能的因果推断,展现出心理测量学与数据科学深度融合的新趋势。主编Sandip Sinharay在卷首语中特别强调,期刊正通过优化审稿流程(平均审稿周期约2个月)推动方法学创新快速
来源:Psychometrika
时间:2025-09-27
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利用蒙特卡洛方法量化125I前列腺近距离放射治疗中低能电子对DNA的间接损伤
在前列腺癌治疗领域,放射性粒子植入术(brachytherapy)是一种广泛应用的治疗方法。该技术通过将含有放射性同位素的种子植入肿瘤组织,利用其释放的辐射能量直接作用于癌细胞,从而达到治疗目的。然而,传统的剂量学模型往往忽视了由放射性种子释放的低能电子的生物效应,因为这些电子的射程较短,对剂量分布的影响被认为微乎其微。本研究旨在探讨这些低能电子对DNA的间接损伤作用,特别是通过活性氧物种(reactive oxygen species, ROS)的生成,从而揭示其在前列腺癌治疗中的潜在生物学意义。### 1. 研究背景与重要性放射性粒子植入术以其精准的剂量控制和微创特性,成为前列腺癌治疗的重
来源:Journal of Radiation Research and Applied Sciences
时间:2025-09-27