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基于光栅耦合干涉技术(GCI)的合成寡甘露糖苷与伴刀豆球蛋白A(ConA)亲和力筛选研究揭示糖缀合物多价效应与构效关系
引言碳水化合物-蛋白质相互作用在生理与病理过程中具有重要作用,其中甘露糖化靶向策略可特异性识别抗原呈递细胞表面的甘露糖结合C型凝集素受体(如MR/CD206、DC-SIGN/CD209等)。尽管天然复杂聚糖(如Man9GlcNAc2)被视为金标准配体,但其获取困难且结构异质性强。研究表明,简化糖链(如二糖、三糖)在溶液中的亲和力受限于微摩尔级浓度及自由取向,而多价展示可显著增强结合能力。伴刀豆球蛋白A(ConA)作为经典植物凝集素模型,其依赖金属离子(Ca2+/Mg2+)的糖识别机制与哺乳动物C型凝集素高度相似,因此被选为本研究的模型受体。传统表面等离子体共振(SPR)技术虽广泛用于糖-凝集素
来源:Chemistry – A European Journal
时间:2025-09-21
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无溶剂催化纤维素酐衍生物合成与原位反应分离技术的突破及其绿色溶剂循环利用研究
通过巧妙利用酰氯与酸酐的差异化反应活性,研究团队将酸酐基团引入纤维素骨架,成功合成了首个酸酐形式纤维素衍生物——邻苯二甲酸酐纤维素(Phthalic Anhydride Cellulose, PAC)。该合成过程采用无催化剂酯化反应,使纤维素与偏苯三酸酐氯(Trimellitic Anhydride Chloride, TMAC)直接反应。随后通入过量氨气,使酸酐基团转化为水溶性酰胺-铵盐,促使所有反应物从均相有机相中完全沉淀,实现了无需外加沉淀剂的原位反应分离,获得邻苯二甲酰胺酸纤维素(Phthalamide Acid Cellulose, PAAC)。通过简单固液分离,溶剂回收效率高达90
来源:ANGEWANDTE CHEMIE-INTERNATIONAL EDITION
时间:2025-09-21
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超声辅助接枝技术增强聚四氟乙烯(PTFE)分散性及其机理研究
聚四氟乙烯(Polytetrafluoroethylene, PTFE)虽具备卓越的化学稳定性和热稳定性,但其固有疏水性严重制约了在水基体系中的分散应用。为解决这一难题,研究人员开发出超声辅助电子束辐射接枝技术,成功构建了可水分散的PTFE纳米粉末。在单体浓度为20%的条件下,实现了高达25%的接枝率。傅里叶变换红外光谱(Fourier-transform infrared spectroscopy, FTIR)和X射线光电子能谱(X-ray photoelectron spectroscopy, XPS)分析证实丙烯酸成功接枝至PTFE表面,透射电子显微镜(transmission elec
来源:Journal of Applied Polymer Science
时间:2025-09-21
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柔性近红外-蓝光量子点上转换器件在可穿戴生物成像与监测中的创新应用
近红外(Near Infrared, NIR)到可见光的上转换器件(Up-Conversion Devices, UCDs)在无像素生物成像与监测领域具有显著优势。本研究开发出一种柔性NIR-to-blue量子点(Quantum Dot, QD)上转换器件,通过将有机体异质结(Bulk-Heterojunction, BHJ)光电探测器单元与环境友好型ZnSe/ZnS量子点发光单元直接串联制备。针对耦合两个单元的互联层(Interconnection Layer, ICL),研究团队合理设计了镁掺杂氧化锌(Mg-doped ZnO) ICL,使其具备高电导率和低功函数特性,有效促进光生电子的快
来源:Advanced Functional Materials
时间:2025-09-21
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处理完成
基于响应时间的隐匿信息测试筛选机制:一种高效搜寻相关隐匿物品的新方法
基于响应时间的隐匿信息测试(CIT)能够通过较慢的反应时间揭示一个人是否能识别出相关的隐藏物品。这种方法还具有迄今为止很少被研究的潜力,可用于搜索未知的探测物。我们介绍了一种高效搜索任意数量物品的设计方案。在第一项研究(N=260)中,我们测试了包含10个项目的传统测试设计。利用这些数据,我们开发了一种带有筛选机制的新设计,该机制能够在任务进行过程中动态移除那些已被证明不太可能是相关物品的项目。在第二项研究(N=260)中评估的筛选设计大大减少了所需时间(约17分钟对比约7分钟),同时在正确识别探测物方面至少具有相似的效率(30.0%对比43.1%)。我们的筛选设计提供了一种省时、可扩展、自适
来源:Applied Cognitive Psychology
时间:2025-09-21
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聚光光伏-光热协同能量捕获系统实现超80%综合转换效率的技术突破
聚光光伏(Concentrating Photovoltaic, CPV)技术为应对全球能源危机提供了前景广阔的解决方案,然而光伏系统存在的过热问题会导致光电转换效率下降及废热排放。本研究展示了一种高效自持的聚光光伏光热(CPVT)能量捕获系统,通过采用超浸润金属(SWIM)热质交换器,同步实现太阳能转化为电能、蒸汽生成和热能存储。该系统通过将SWIM板直接附着于CPV电池背面实现高度集成——SWIM表面通过毛细作用牵引水膜逆重力铺展,通过界面蒸发传热机制有效提取CPV面板的废热,并将其重新用于蒸汽生成和热能存储。SWIM通过辐射、传导和蒸发冷却的复合过程展现出强大的冷却能力。在100倍太阳浓
来源:Advanced Sustainable Systems
时间:2025-09-21
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综述:黏土重新构想:页硅酸盐作为未来膜技术
1 引言化学分离过程是全球能源消耗的重要组成部分,约占10-15%的总能耗,其中依赖热过程的分离技术(如蒸馏)占据了约80%的能源成本。膜基技术作为一种更节能的替代方案,有望将分离过程的能源强度降低约90%,从而减少全球能源消耗的7-11%,并提升能源安全性。膜技术已广泛应用于反渗透(RO)、废水处理、电池系统、气体分离、有机溶剂纳滤以及膜基燃料电池和电解槽等领域。膜技术在关键金属回收等新兴分离应用中也显示出独特优势。锂、镁和多种过渡金属等关键金属在能源技术中需求旺盛,但供应有限且回收率低。从盐水、废水或海水中回收这些高价值金属是提高能源安全和效率的重要途径。然而,关键金属阳离子通常以低浓度与
来源:Advanced Materials Interfaces
时间:2025-09-21
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可切换双偏振贝尔态的超表面集成光源及其在量子技术中的应用
偏振贝尔态(Polarization Bell States)作为量子技术的核心资源,传统上依赖非线性晶体中的自发参量下转换(Spontaneous Parametric Down-Conversion, SPDC)过程。近期研究虽尝试使用超薄非线性超表面,但仍需通过多路复用两个SPDC过程来叠加正交偏振态。本研究提出一种创新方案:在铌酸锂(LiNbO3)薄膜上集成二维对称二氧化硅(SiO2)纳米光栅构成超表面。该结构支持多个高Q值导模共振,无需多路复用即可增强贝尔态生成。更引人注目的是,仅通过切换泵浦波长即可实现两种不同贝尔态的高保真度可切换生成——这是传统晶体源无法实现的功能。该研究为开发
来源:Advanced Optical Materials
时间:2025-09-21
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基于铒离子能级调控的多重单颗粒成像技术突破
通过调控铒离子(Er3+)的能级布居,研究人员开发了一种基于镧系掺杂上转换纳米颗粒(lanthanide-doped upconversion nanoparticles, UCNPs)的非光漂白比率成像策略,成功实现了多重单颗粒追踪(single-particle tracking, SPT)。该技术利用UCNPs内在可调的红绿发射比(red-to-green ratio, R/G),在单颗粒水平上展现出超过10倍的调控范围。机制研究表明,这一比率行为受镱离子(Yb3+)激发密度的调控:高Yb3+激发密度增强三光子上转换过程,促进红色发射;而低密度则有利于二光子上转换,增强绿色发射。两者均通
来源:Advanced Materials
时间:2025-09-21
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仿生高熵氧化物纳米阵列激光直写技术推动工业水电解应用
通过直接激光书写技术(Direct Laser Writing),研究人员成功制备出仿生高熵氧化物(High-Entropy Oxides, HEOs)纳米阵列结构,为解决工业水电解在高电流密度(≥500 mA cm−2)下催化活性、稳定性与气液传输的三重挑战提供了创新方案。该研究采用高通量优化技术锁定关键纳秒激光参数窗口,通过快速淬火捕获亚稳态FeCoNiMoCrOx纳米颗粒叶片,并借助马兰戈尼流(Marangoni flows)构筑钛微锥树干结构。这种特殊结构展现出超疏气-超亲水特性,在析氧反应(Oxygen Evolution Reaction, OER)中表现出卓越性能(η10 = 1
来源:Advanced Energy Materials
时间:2025-09-21
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综述:基于人工智能的异常呼吸音检测与分类技术深度评述
摘要呼吸音分析(Respiratory Sound Analysis, ReSA)通过人工智能技术的融合取得显著进展,其辅助肺部疾病诊断的潜力引发了广泛研究关注。自动化异常肺音检测与分类技术有助于诊断哮喘、肺癌、急性呼吸道感染、肺结核及慢性阻塞性肺疾病(COPD)等病变。尽管异常呼吸音识别研究已取得阶段性成果,但其临床应用仍存在明显局限。计算呼吸音分析历经七十余年的发展,已形成多种用于呼吸系统疾病分类、检测与识别的技术体系。本综述重点阐释机器学习(ML)与深度学习(DL)在计算机辅助呼吸音分析中的影响,突出其辨别特定疾病相关异常肺音的能力。通过对2015年至2025年2月期间100项研究的系统
来源:ARCHIVES OF COMPUTATIONAL METHODS IN ENGINEERING
时间:2025-09-21
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基于超表面的双通道单像素偏振成像技术及其应用探索
单像素成像(Single-pixel imaging)因其成本效益和适应性在多研究领域引起广泛关注。超表面(Metasurface)凭借其亚波长尺度结构提供灵活的光控能力,成为单像素成像应用的理想平台。本研究介绍了一种创新性单像素成像技术,利用偏振复用超表面(polarization multiplexing metasurfaces)实现单次测量下的双正交偏振通道成像。通过集成四种不同结构尺寸的单元,实现了入射光的2位编码(2-bit encoding)。借助空间移位(spatial shifting),不同偏振通道下对应多种空间振幅掩模的图像被独立编码,从而获得高质量的单像素成像结果。这种
来源:Laser & Photonics Reviews
时间:2025-09-21
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基于连续波腔内泵浦-斯托克斯光束的高灵敏度高分辨率受激拉曼光声光谱技术
引言:光谱学方法在痕量气体传感领域的进展痕量气体激光光谱传感技术在环境监测、生物医学工程和能源领域具有关键作用。虽然吸收光谱对异核分子表现出高选择性和灵敏度,但对缺乏永久偶极矩的同核双原子分子检测存在局限。拉曼散射通过检测散射光提供了一种强大的分子传感替代方案,其光谱中的特征峰模式可特异性识别红外非活性物种。然而气相样品的弱拉曼截面导致信号强度低,通常需要高峰值功率脉冲激光,且光谱仪与CCD的组合导致仪器笨重、分辨率低。受激拉曼散射(SRS)具有比自发拉曼高数个数量级的激发效率,允许使用连续波(CW)近红外激光器和单像素光电探测器。但SRS信号需从强斯托克斯背景中提取,限制了检测灵敏度。光声拉
来源:Laser & Photonics Reviews
时间:2025-09-21
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基于原位测序技术的小鼠与猕猴基因编辑空间图谱解析及其在体内编辑评估中的应用
通过成像原位测序(Imaging-based in situ sequencing, ISS)技术,研究人员在鼠类和猕猴的组织中实现了碱基编辑器(Base Editor, BE)与先导编辑器(Prime Editor, PE)编辑事件的高分辨率空间映射。该研究首先在腺相关病毒(Adeno-Associated Viral, AAV)递送的断裂内含肽-分裂腺嘌呤碱基编辑器(Intein-split ABE)及PE处理的鼠脑组织中验证了ISS技术的可靠性。进一步在脂质纳米颗粒(Lipid Nanoparticle, LNP)包裹的mRNA及向导RNA(RNA-LNP)递送ABE的鼠和猕猴肝脏中,观
来源:Nature Biomedical Engineering
时间:2025-09-20
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假单胞菌PCDO介导苯甲酸(2R,3S)-2,3-二羟基-2,3-二氢苯甲酸盐的生物技术生产、分离与表征新策略
引言95%)2,3-DD钠盐一水合物的分离流程。材料与方法研究使用苯甲酸钠(Ph. Eur.级)及其他取代苯甲酸衍生物作为底物。通过从堆肥样品、土壤和污水处理厂活性污泥中接种矿物培养基(MM)进行菌株富集培养,培养基包含KH2PO4、Na2HPO4·2H2O、(NH4)2SO4、MgSO4·7H2O、柠檬酸铁铵和微量元素溶液。采用BOX PCR进行遗传指纹分析,16S rRNA基因测序进行菌株分类鉴定。HPLC分析使用C18色谱柱,甲醇:水:H3PO4=350:649:1流动相,210 nm检测。全基因组测序使用Illumina MiSeq系统,SPAdes软件组装,PGAP注释。通过同源重组
来源:Microbial Biotechnology
时间:2025-09-20
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基于分子对接技术的干腌火腿骨明胶中新型鲜味肽鉴定与虚拟筛选研究及其呈味机制解析
亮点通过分子对接技术从干腌火腿骨明胶酶解物中成功鉴定出两种新型鲜味肽YDGE和EVGAP,其与鲜味受体T1R3亚基的结合能分别为-7.862和-7.861 kcal/mol。氢键被确定为关键的分子相互作用力。qPCR分析显示这两种肽能显著促进STC-1细胞中T1R1、T1R3及其下游效应因子PLCβ2的mRNA表达(P<0.05)。在0.25-2 mg/mL浓度范围内,合成肽与MSG类似,可有效诱导STC-1细胞内Ca2+浓度升高。DHBG结构解析明胶是通过胶原蛋白部分水解和热变性制备的产物。胶原三螺旋由两条α1链和一条α2链构成。柠檬酸、胃蛋白酶和热处理能破坏胶原的端肽结构,促进溶解并提高明
来源:International Journal of Biological Macromolecules
时间:2025-09-20
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综述:基于微针的组织间液核酸检测技术进展
微针介导的组织间液核酸采样技术传统核酸检测方法依赖外部采样和复杂的多步骤离线分析,导致检测周期长且需要专业实验室基础设施。基于微针(Microneedle, MN)技术的最新进展通过实现生物标志物的微创实时监测,彻底改变了组织间液(Interstitial Fluid, ISF)采样方式。ISF采样具有微创、适合实时监测且无需抗凝剂等优势,其包含的多种生物标志物与血液相关性高,并能反映局部组织生理状态,提供微环境特异性数据。MN采样主要依托负压、膨胀和毛细作用等提取机制。制造技术根据材料增减原则分为成型法、减材法和增材法三类,不同方法赋予MN各异的结构特性和功能潜力。增材制造技术尤其能够精确制
来源:Biosensors and Bioelectronics
时间:2025-09-20
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SpliPath:整合罕见剪接变异与RNA-seq数据的新方法增强疾病基因发现
在复杂疾病遗传学研究领域,罕见剪接变异的重要性日益凸显,但如何准确识别其致病性仍是重大挑战。传统负荷检验(Burden Testing, BT)方法面临核心困境:若将良性变异误判为致病变异会稀释真实信号,而过度严格筛选又会漏掉真实致病变异。尤其对于肌萎缩侧索硬化症(ALS)这类遗传率高达60%却缺乏明确孟德尔遗传模式的疾病,仅有10%患者具有家族史,全基因组关联研究(GWAS)的发现效率远低于其他中枢神经系统疾病。更复杂的是,某些基因中只有特定类型的剪接异常才导致疾病。例如在KIF5A基因中,仅外显子27跳跃与ALS相关,其他剪接变异可能无害。这种特异性使得单纯依赖SpliceAI等序列功能预
来源:Cell Reports Methods
时间:2025-09-20
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基于随机场O(n)模型的多组学整合方法在疾病模块检测中的创新应用
随着高通量技术的快速发展,科学家们能够以前所未有的速度产生海量组学数据,包括转录组学、蛋白质组学和代谢组学等。这些数据为识别疾病相关生物标志物提供了宝贵资源。然而,分子改变在细胞网络背景下会影响其相互作用伙伴的表达,这意味着每种疾病可能与一个"疾病模块"相关——即细胞网络中与特定疾病表型相关的扰动子网络。传统计算方法主要依赖单组学数据与分子相互作用组的整合,而能够同时整合多组学数据的疾病模块检测方法仍然缺失。为了填补这一空白,Xu-Wen Wang、Yang-Yu Liu等研究人员在《Cell Reports Methods》上发表了创新性研究,开发了基于随机场O(n)模型(RFOnM)的统计
来源:Cell Reports Methods
时间:2025-09-20
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高效蛋白质语言模型推理、训练与微调技术突破,大幅降低计算成本并提升功能预测性能
蛋白质是生命活动的核心执行者,其结构与功能的理解对疾病机制研究、药物开发及合成生物学具有重要意义。近年来,深度学习技术已在蛋白质结构预测领域取得突破性进展,例如AlphaFold系列模型。然而,蛋白质语言模型(Protein Language Models, PLMs)——尤其是基于Transformer架构的模型——在蛋白质功能预测、变异效应分析等方面展现出巨大潜力,但其庞大的计算需求限制了广泛应用。这类模型通常需要数千GPU小时进行训练,推理长序列蛋白质时易出现内存错误,且微调过程对资源要求极高,使得许多学术实验室难以承担。因此,如何降低PLMs的计算成本、提升效率,成为推动该领域发展的关
来源:iScience
时间:2025-09-20