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木质纤维素生物质衍生液体与气体生物燃料的分离与储存技术进展:提升可持续能源商业可行性的综合评述
随着全球能源需求的持续增长和化石燃料带来的环境问题日益严峻,开发可再生且可持续的替代能源已成为当务之急。在众多可再生能源选项中,液体和气体生物燃料因其能够减少对石油资源的依赖并推动循环生物经济发展而展现出巨大潜力。全球生物燃料市场正在迅速扩张,2024年估值约为1439.7亿美元,预计到2035年将达到近2500亿美元。然而,生物燃料的经济可行性和环境可持续性在很大程度上取决于下游操作(特别是分离、纯化和储存)的效率。这些过程不仅决定了最终燃料产品的质量、稳定性和安全性,还在总体成本和生产的可扩展性中扮演着决定性角色。与传统的石油燃料不同,生物燃料通常在稀水溶液或混合气流中生成,需要高能耗的分
来源:Biomass and Bioenergy
时间:2025-09-21
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ViralBottleneck:基于多重方法整合的病毒传播瓶颈估计R包开发与应用研究
病毒在宿主间传播时经历种群规模急剧减小的现象被称为传播瓶颈(Transmission Bottleneck),这一过程会显著降低病毒遗传多样性,影响变异株的传播与进化轨迹。急性病毒感染如流感和COVID-19对全球公共卫生构成持续威胁,世界卫生组织数据显示每年因流感死亡人数达25-50万,而截至2025年2月,SARS-CoV-2已导致超过7.77亿人感染和700万人死亡。理解病毒传播瓶颈的大小(即成功建立感染的新宿主病毒粒子数量)对于预测疾病动态和制定有效控制策略至关重要。尽管高通量测序(HTS)技术的发展为研究病毒群体多样性提供了精细尺度数据,但现有瓶颈估计方法分散且缺乏统一工具。早期研究
来源:Virus Evolution
时间:2025-09-21
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真菌菌丝体对外部刺激的电信号响应检测:揭示真菌电生理通讯的新方法
在生物界中,电信号作为一种关键的细胞间通讯机制,广泛存在于动物、植物和微生物中。从伽伐尼发现的“动物电”到达尔文观察到的捕蝇草动作电位,电信号的研究跨越了数个世纪。近年来,细菌生物膜中的电信号通讯现象也被揭示,表明这种机制在微生物世界中可能具有普遍性。然而,在真菌领域,尤其是丝状真菌的菌丝网络研究中,电信号的检测与验证一直面临重大挑战。尽管早期研究使用针状电极在真菌子实体中记录到动作电位样信号,但这些实验往往缺乏标准化方法,且容易受到环境噪声和人为干扰的影响,导致结果的可靠性和生物学意义存疑。丝状真菌的菌丝网络是一个高度动态的系统,通过菌丝尖端生长、分支和融合( anastomosis )形成
来源:iScience
时间:2025-09-21
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肿瘤直径对超声弹性成像技术(SWE与SE)测量性能的影响:基于体模研究的临床选择标准建立
AbstractObjective探究肿瘤直径对剪切波弹性成像(SWE)和应变弹性成像(SE)刚度测量的影响,并建立临床应用的筛选标准。Methods研究分析了固定深度下包含28个嵌入物(两种刚度水平:56.1 ± 2.3 kPa 和 83.3 ± 1.8 kPa)的明胶体模,其直径范围3–22 mm(共14种尺寸)。测量了SWE衍生的平均杨氏模量(E1)、模量比(ER)以及SE衍生的应变比(SRR)。采用Spearman相关分析评估直径与各参数之间的关系。ResultsSWE测量结果显示,在所有刚度水平下,直径与E1和ER均呈显著正相关(p < 0.05)。测量精度随直径增加而提升,并在直径
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综述:卵泡发育的机械调控研究:生物物理、细胞及小鼠模型方法的探索
1. 引言哺乳动物卵巢通过卵泡发育过程支持卵子发生和激素生成,这一过程除受经典激素(如促卵泡激素FSH)和生化信号调控外,近年研究发现卵巢内的机械信号同样至关重要。卵巢由卵泡、黄体和基质组成,形成动态变化的生物力学微环境。其空间结构特征(如胶原富集的坚硬皮质层与柔软的髓质层)可能影响卵泡激活与生长。本文聚焦小鼠、牛和人类模型,探讨机械特性如何通过整合卵巢结构、细胞外基质组成和机械转导通路调控卵泡发育。2. 机械转导原理细胞通过整合素、离子通道(如TRPV4)等感知机械刺激(流体剪切力、基质刚度等),并通过RhoA/ROCK、PI3K/Akt/mTOR和Hippo/YAP等通路传递信号。这些通路
来源:Seminars in Cell & Developmental Biology
时间:2025-09-21
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农业场景下GNSS/IMU/视觉紧耦合定位系统的创新设计与性能验证
坐标框架定义本系统采用多坐标系表征状态量(如位姿、速度等),各坐标系定义见表1。图1展示了局部世界坐标系、地心地固坐标系(ECEF)与东北天坐标系(ENU)的空间关系,其中φ表示局部世界坐标系与ENU坐标系间的偏航角偏移量。符号定义本文使用旋转矩阵或四元数表示旋转关系,并采用特定符号约定:坐标系转换关系通过上标标识,向量与矩阵运算遵循右手定则。数据采集采用Realsense D435i采集图像与IMU数据,其相机模块输出640×480分辨率灰度图像(30Hz),IMU模块采样率为200Hz。同步搭载Ublox-F9P模块与BT-200天线采集GNSS原始数据(10Hz),并通过4G通信模块(S
来源:Computers and Electronics in Agriculture
时间:2025-09-21
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基于点云技术的花生植株三维表型分析流程开发与应用
3D Reconstruction of peanut plants为重建三维RGB点云,本研究使用MVS-Pheno V2植物多视角成像平台(Wu et al., 2022)在花生多个关键生长阶段采集多视角图像。该平台包含两个树莓派相机(Sony IMX477R, 800万像素,图像分辨率4056×3040像素)、顶部电动转台、照明单元、数据采集控制器和成像舱。平台通过保持植物静止的同时旋转相机,以5°间隔捕获72张图像,整个过程在5分钟内完成。3D reconstruction effect of peanut point clouds本研究采用MVS-Pheno V2系统自动高效采集花生
来源:Computers and Electronics in Agriculture
时间:2025-09-21
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滚动包覆式主动抓取器在农业球形果实高效处理中的创新应用与机理研究
Mechanical structure(机械结构)主动滚动抓取器的机械结构如图2所示。它由三个主要部分组成:基座、手指和弹性膜。基座底部设有连接机械臂的插槽,顶部用于固定手指。基座内部装有控制器,负责控制抓取器的整体运动。控制器包含四个模块:电源模块、驱动模块、传感模块和通信模块。指尖的主动滚轮通过微型电机驱动,能够以可控转速引导果实向内滚动。弹性膜采用硅胶材料制成,具有良好的伸缩性和包裹性,可在果实完全进入抓取器后提供支撑和约束。Experimentation and validation(实验验证)为评估抓取器的性能,我们开展了两项实验。实验一测试了抓取器对不同类型球形果实(番茄、橙子、
来源:Computers and Electronics in Agriculture
时间:2025-09-21
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靶向肝细胞的水飞蓟宾-海参肽-半乳糖纳米粒:缓解乙醇诱导细胞损伤的创新递送系统
Highlight材料水飞蓟宾(silymarin)由上海麦克林生化科技有限公司提供。海参肽(SCP)由大连蓝科科技有限公司提供。半乳糖(Gal)购自上海阿拉丁生化科技股份有限公司。FITC由北京索莱宝科技有限公司供应。细胞培养材料由美国Gibco公司(Thermo Fisher Scientific Inc.)提供。所有其他试剂均为分析纯。制备SCP-Gal共轭物SCP-Gal共轭物的合成与表征首先,利用SCP的游离氨基和Gal的还原末端羰基通过食品级美拉德反应构建SCP-Gal共轭物。采用湿加热法进行反应(图1B)。随着加热时间延长,反应混合物颜色逐渐由郁金香黄变为深褐,加热时间越长,SC
来源:Colloids and Surfaces B: Biointerfaces
时间:2025-09-21
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综述:木质纤维素降解双功能酶的发现与工程化:宏基因组学与计算生物学方法
引言木质纤维素生物质(Lignocellulosic Biomass, LB)作为一种丰富的可再生资源,在生物燃料和生物基化学品的绿色生产中具有重要作用。其复杂结构——由纤维素(40–45%)、半纤维素(25–35%)和木质素(20–30%)组成——阻碍了高效降解,需多种酶协同作用。传统预处理方法成本高、效率低,而酶法降解因条件温和、设备简单而备受关注。双功能酶(如纤维素酶/木聚糖酶、CBH/Xyn)通过单一蛋白催化多重反应,可显著降低酶用量、提升水解效率,成为当前研究热点。双功能酶在木质纤维素应用中的分类与特性双功能酶根据起源和设计策略分为天然酶、融合酶和多功能酶(Promiscuous E
来源:Biotechnology Reports
时间:2025-09-21
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基于活塞式近似解法的土壤水力参数稳健反演新方法——提升一维上行入渗测量精度与鲁棒性
Theory本节首先回顾了原始ASCP方法(Approximate Solutions under Constant Pressure)——一种一维Richards方程(Richards, 1931)的近似解析解,随后介绍其增强版本PASCP。与仅适用于湿润锋距离(zf)到达土表前的ASCP不同,PASCP整合了平衡态信息以模拟完整的上行入渗过程。最后,我们开发了一种显式处理测量误差的区间约束方法,进一步提升反演鲁棒性。Numerical verification图3对比了PASCP模拟的累积入渗曲线与预测饱和度时间(ts)与通过HYDRUS-1D获得的Richards方程基准数值解,涵盖三种
来源:Soil Biology and Biochemistry
时间:2025-09-21
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基于水分胁迫视角的棉花冠层发育数字孪生技术:GOSSYM模型与形态建模仿真研究
随着智能农业的快速发展,数字孪生技术正在成为农业数字化转型的核心驱动力。在棉花种植领域,如何精准模拟环境约束下的植物生长过程,特别是水分胁迫对作物发育的影响,一直是农业信息学研究的难点。现有模型存在明显局限:有的过度简化形态表达,有的缺乏机理基础,更重要的是多数未能充分整合植物-环境交互作用,难以真实模拟棉花生长动态和环境响应。为此,中国科学院新疆生态与地理研究所的研究团队在《Smart Agricultural Technology》发表了题为"Digital Twin Technology for Cotton Canopy Development: A water-stress pers
来源:Smart Agricultural Technology
时间:2025-09-21
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基于无人机影像与启发式算法的甘蔗垄向精准估计方法及其在智慧农业中的应用
随着全球人口增长对粮食和可再生能源需求的不断提升,甘蔗作为重要的食品和生物燃料作物,其种植效率与可持续性面临严峻挑战。在机械化收割过程中,全球导航卫星系统(GNSS)由于存在近5厘米的定位误差,导致收割机轮胎碾压甘蔗植株,造成高达5%的产量损失,同时重型机械引起的土壤压实问题还会导致约21%的减产。特别是在南大西洋磁异常区(SAMA)影响的南半球地区,GNSS信号误差可超过9米,使得基于卫星导航的精准农业技术难以有效实施。为应对这一挑战,来自巴西圣卡洛斯联邦大学的研究团队在《Smart Agricultural Technology》上发表了一项创新研究,提出利用无人机(UAV)搭载的视觉系统
来源:Smart Agricultural Technology
时间:2025-09-21
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处理完成
综述:羔羊分娩检测的两阶段方法
羔羊分娩检测的两阶段方法Abstract本文深入探讨了一种两阶段机器学习系统的开发,该系统旨在利用可穿戴项圈设备的传感器数据来检测和估计绵羊的分娩过程。该系统通过结合二分类器进行早期分娩检测和多分类器进行准确的分娩时间估计而构建。在三个实验中,评估了轻量级和非轻量级机器学习分类器在样本级别和使用k折交叉验证的性能。结果强调了模型复杂性和部署可行性之间的权衡。尽管更复杂的模型实现了更高的准确性,但这些模型需要更多的计算资源,而轻量级模型则提供了更快、资源效率更高的预测和更容易的部署潜力。Introduction在畜牧业监测中,及时检测分娩事件对于提高动物福利和优化生产结果至关重要。传统的人工监测
来源:Smart Agricultural Technology
时间:2025-09-21
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基于人工智能的混合模型在奶牛耐热表型精准选育中的创新应用
随着全球气候变暖加剧,极端高温天气正对畜牧业构成严峻挑战。在奶牛养殖领域,热应激(Heat Stress)已成为破坏生产性能和动物福利的主要因素。当温度湿度指数(Temperature-Humidity Index, THI)超过特定阈值时,奶牛会出现采食量下降、代谢紊乱以及产奶量显著降低等问题。目前奶牛耐热性选育主要依赖传统统计模型,但这些模型在精准度和效率上存在局限,难以同时兼顾耐热性与高产性状的平衡选择。针对这一难题,由A. Chlingaryan、P.C. Thomson、S.C. Garcia和C.E.F. Clark组成的研究团队在《Smart Agricultural Techn
来源:Smart Agricultural Technology
时间:2025-09-21
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DMP-YOLO算法:面向复杂场景稠密多尺度欧李小目标检测的创新方法及其在精准农业中的应用
在智慧农业蓬勃发展的今天,果实自动检测技术已成为实现农作物智能化管理的关键环节。欧李(Prunus humilis)作为一种原产于中国的特色灌木果树,其果实富含维生素C且风味独特,具有极高的营养价值和经济效益。然而,欧李采摘长期面临巨大挑战——植株低矮(0.5-2米)、花果密集簇生、枝叶遮挡严重,加上自然光照变化多端,导致果实检测时存在大量小目标丢失、误检和漏检现象。更棘手的是,未成熟果实体积微小(直径常小于15像素)且与叶片颜色相近,在复杂背景下难以准确识别,这严重制约了欧李产业的机械化采收进程。传统检测方法主要分为两类:基于区域提议的两阶段检测算法(如R-CNN系列)虽精度较高但计算量大、
来源:Smart Agricultural Technology
时间:2025-09-21
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基于Transformer架构与近红外光谱的小样本学习在牛油果成熟度检测中的创新应用
在农产品采后管理领域,牛油果成熟度的精准快速检测始终是一项重大挑战。传统依赖人工视觉检测的方法不仅受主观判断影响显著,且缺乏一致性,导致供应链效率低下和浪费加剧。虽然近红外(NIR)光谱技术已成为无损检测水果内部生化指标的关键工具,但现有智能分类系统在资源有限的农业环境中应用仍受限,主要原因包括机器学习模型复杂度高,以及缺乏大量标注数据支持模型更新。针对这一痛点,研究人员在《Smart Agricultural Technology》发表了一项创新研究,探讨如何通过小样本学习(Few-Shot Learning, FSL)结合Transformer架构与便携式NIR光谱技术,实现牛油果成熟度的
来源:Smart Agricultural Technology
时间:2025-09-21
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基于激光诱导荧光毛细管电泳的飞摩尔灵敏度单细胞N-糖分析技术研究及其应用
在生命科学领域,糖组学(Glycomics)正成为揭示生命过程奥秘的重要研究方向。糖类分子(Glycans)广泛参与细胞间通讯、免疫应答和信号传导等关键生物学过程,其结构异常与癌症、自身免疫性疾病、感染性疾病等多种人类疾病密切相关。尤其值得关注的是,单细胞水平的糖谱分析对于理解细胞异质性、开发精准药物递送系统和实现微创诊断具有重大意义。然而,当前糖分析技术面临严峻挑战:痕量样本中糖分子数量有限、缺乏类似PCR的扩增技术,以及分析流程中的样本损失问题,导致灵敏度难以满足单细胞分析需求。传统方法如DNA条形码凝集素技术受限于探针可用性,而无标记CE-MS(毛细管电泳-质谱联用)技术虽能减少样本损失
来源:Sensors and Actuators B: Chemical
时间:2025-09-21
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基于HS-SPME/GC-HR-TOF-MS技术解析不同葡萄品种混浊果汁挥发性有机物代谢谱及其感官品质研究
随着健康饮食观念的提升,混浊果汁因保留更多生物活性成分而备受关注。与传统澄清果汁相比,混浊葡萄汁悬浮的果肉和纤维颗粒使其含有更丰富的酚类、抗氧化剂和挥发性有机化合物(Volatile Organic Compounds, VOCs),这些物质不仅影响果汁的香气和风味,还赋予其更高的营养价值。然而,当前对混浊葡萄汁的研究多集中于苹果等水果,针对不同葡萄品种——尤其是抗病品种和特色色素品种——的VOCs代谢谱及其与感官特性关联的系统分析仍较为缺乏。此外,随着气候变迁和可持续农业的发展,培育抗病、抗旱的葡萄品种已成为全球趋势,但这类品种在果汁生产中的潜力尚未被充分挖掘。在这一背景下,深入研究不同葡萄
来源:Scientia Horticulturae
时间:2025-09-21
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综述:眼睑皮炎(Eyelid Dermatitis)的诊断流程与未来创新性解决方案
引言眼睑皮炎(Eyelid Dermatitis, ED)是一种累及眶周皮肤的常见疾病,其确切患病率尚不明确。该病好发于40岁以上女性,无种族差异,病程通常持续2-6个月,但可能更长,严重影响患者生活质量,尤其当伴有特应性皮炎(AD)或面部湿疹时。症状、临床评分系统与诊断标准ED的典型体征包括眶周皮肤湿疹样改变,可伴随干燥、脱屑和水肿,主观症状以瘙痒、刺痛和/或灼烧感为主。病变可局限于眶周或扩展至面部及其他区域(如肘窝)。特应性眼睑皮炎(AED)患者可能出现Dennie-Morgan线(眶下皱褶)等特征性表现。诊断需结合医学史、暴露途径分析(直接接触、手部转移、空气传播、罕见摄入)、眼部症状及
来源:Progress in Retinal and Eye Research
时间:2025-09-21