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光转换细胞技术:小鼠疫苗佐剂效力快速评估的新方法
疫苗研发领域长期面临一个关键挑战:如何快速评估佐剂诱导细胞免疫应答的效力?传统方法需要耗费数周时间监测T细胞反应,而CD8+ T细胞作为抗肿瘤免疫的核心效应细胞,其活化效率直接决定疫苗效果。现有技术难以在早期阶段预测佐剂效能,这严重制约了肿瘤疫苗和治疗性传染病的研发进程。复旦大学的研究团队在《iScience》发表的研究中,创新性地利用KikGR光转换小鼠模型解决了这一难题。这种转基因小鼠表达可光转换荧光蛋白KikGR,在436nm紫光照射下能从绿色转变为红色荧光。研究人员通过精确控制光照参数(400 mW/cm2持续4分钟),实现了对皮肤区域细胞的稳定标记,并建立了一套完整的迁移性树突细胞(
来源:iScience
时间:2025-06-21
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体外代谢模型AIME平台整合高通量分析技术揭示雌激素类化合物的代谢依赖性生物活性变化
研究背景与意义在化学品安全评估领域,传统体外筛选模型因缺乏代谢能力而饱受诟病——肝脏代谢可能将无毒物质转化为有毒代谢物(生物激活),或使活性化合物失活(生物失活)。美国环境保护署(EPA)提出的分层测试策略中,高通量表型分析(HTPP)与高通量转录组学(HTTr)虽能全面捕捉化学物质的生物效应,但代谢缺陷限制了其预测价值。为此,EPA研究人员开发了Alginate Immobilization of Metabolic Enzymes (AIME)平台,通过海藻酸珠固定肝S9组分实现体外代谢模拟。前期研究验证了该平台对3种参考雌激素化合物的适用性,而本研究将化学库扩展至40种,首次系统揭示了代
来源:Toxicology
时间:2025-06-21
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基于无细胞蛋白合成系统的"柱上转化"技术实现按需胰岛素生产
全球糖尿病患病人数预计到2030年将达6.43亿,但当前96%的胰岛素市场被三大制药巨头垄断,导致中低收入国家胰岛素可及性低至55%,甚至美国也有130万患者因成本问题不得不减量使用。传统基于大肠杆菌或酵母的生物反应器生产需要复杂的下游处理,且供应链脆弱性在COVID-19疫情期间暴露无遗。这些现状亟需开发快速、分散化的新型生产技术。马里兰大学等机构的研究人员在《New Biotechnology》发表的研究中,创新性地采用无细胞蛋白合成(CFPS)系统结合"柱上转化"技术,实现了24小时内从基因到活性胰岛素的高效生产。研究团队通过优化PUREfrex® 2.1系统中的分子伴侣组合,显著提高了
来源:New Biotechnology
时间:2025-06-21
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锌离子介导的磁热疗联合PANoptosis样细胞死亡在镁基肝癌治疗中的创新机制
肝细胞癌(HCC)治疗面临全球性挑战,磁热疗(MHT)作为一种新兴策略备受关注。镁(Mg)基植入体通过涡流热效应实现MHT,而最新研究发现其中锌基层状双氢氧化物(Zn-LDH)释放的Zn2+离子具有双重作用:早期研究证实其可诱发细胞焦亡(pyroptosis),新证据更显示其能激活独特的PANoptosis——这种程序性细胞死亡(PCD)由Caspases和受体相互作用蛋白激酶(RIPKs)协同驱动,通过形成PANoptosome复合体执行。研究团队采用多维度验证手段:免疫荧光染色捕捉细胞死亡特征,TUNEL染色检测DNA断裂,Western blot解析关键蛋白表达,ELISA定量炎症因子,
来源:Apoptosis
时间:2025-06-21
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开放式微藻培养中光合商(PQ)的无损原位监测技术开发与应用
在应对全球能源危机和碳中和目标的背景下,微藻作为"光合细胞工厂"因其高效固碳和脂质生产能力备受关注。然而,开放式培养系统中生理指标的实时监测始终是产业化的关键瓶颈——传统尾气分析法仅适用于封闭式实验室装置,而元素分析法需破坏样本且滞后严重。更棘手的是,光合商(PQ,即氧释放速率OER与碳摄取速率CUR的比值)作为反映碳分配流向的核心参数,其动态变化直接决定脂质积累效率,却缺乏适配开放系统的监测手段。中国海洋大学的研究团队在《Bioresource Technology》发表的研究中,创新性地提出间歇曝气(IA)策略破解这一难题。通过优化非曝气/曝气时长比至1:23小时,成功实现Nannochl
来源:Bioresource Technology
时间:2025-06-21
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生物学图表构建能力模型(GCCM-Bio):一个指导与评估数据可视化素养的创新框架
在生物学研究中,数据可视化是科学交流的核心工具,但学生构建有效图表的能力长期不足。尽管图表解读研究较多,构建能力的系统性框架却始终缺失。这种能力断层不仅影响学生科研参与度,更可能阻碍其数据驱动决策能力的培养。加州州立大学富勒顿分校Joel K. Abraham领衔的多机构团队在《BioScience》发表研究,提出了首个生物学专属的图表构建能力模型(GCCM-Bio)。研究团队整合三种理论框架:强调反思性的元表征能力(diSessa 2004)、注重学科情境的 situated cognition theory(Roth & Jornet 2013),以及评估设计的evidence-c
来源:BioScience
时间:2025-06-21
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太阳能加热与辐射冷却协同整合的自适应热调控技术研究
研究背景全球33%的终端能源消耗用于温度调节,其中仅15.5%来自可再生能源。传统静态光谱的热管理材料无法满足动态需求,亟需开发能同步调控太阳能波段(0.3-2.5 μm)和中红外波段(8-13 μm)的智能器件。地球通过平衡太阳辐射(~5,800 K)与太空热辐射(~3 K)实现温度稳定,这一机制启发了本研究整合光热转换(高αsol/低εMIR)与辐射冷却(低αsol/高εMIR)的创新思路。技术原理与器件设计双模温度调控装置(DTR)采用三层结构:顶层:PNIPAm水凝胶(低临界溶解温度LCST≈32°C),低温时呈透明态(太阳能透射率0.82),高温时相变为白色多孔态(反射率0.81);
来源:Cell Reports Physical Science
时间:2025-06-21
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癌症患者接种COVID-19疫苗后对SARS-CoV-2变异株的中和抗体反应:基于MSD多重检测技术的免疫原性评估
研究背景与科学问题自2019年底SARS-CoV-2疫情暴发以来,免疫缺陷人群(尤其是癌症患者)面临更高的重症和死亡风险。尽管mRNA疫苗在健康人群中显示出对野生型病毒及其变异株(如Alpha、Delta)的保护效力,但免疫抑制状态可能削弱疫苗应答。更棘手的是,传统中和抗体检测需在生物安全三级(BSL-3)实验室进行,成本高且耗时长。因此,亟需在癌症患者中评估疫苗对变异株的免疫原性,并开发更便捷的检测方法。研究设计与技术方法美国莫菲特癌症中心团队开展了一项前瞻性研究,纳入168例接种mRNA-1273疫苗的癌症患者,采集1个月后血清样本。采用MSD V-PLEX ACE2中和试剂盒(Panel
来源:Vaccine: X
时间:2025-06-21
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基于YOLO系列模型的香蕉串实时检测技术比较研究:面向精准农业的移动端部署优化
香蕉作为全球重要经济作物,其采收环节长期依赖人工判断成熟度,不仅耗费30-40%生产成本,更面临劳动力短缺和伦理争议。传统经验式判断存在主观性强、效率低下等问题,尤其在多串共存场景中难以准确定位目标。尽管已有研究尝试用YOLOv4等模型实现99% AP50精度,但44.96 ms的延迟难以满足田间实时需求。如何开发兼顾精度与速度、适配移动设备的检测系统,成为推动农业智能化的关键瓶颈。来自葡萄牙的研究团队在《Smart Agricultural Technology》发表研究,系统评估了YOLO系列1至12代模型性能。通过采集4个产区2179张手机拍摄的卡文迪什香蕉图像(排除662张遮挡/过曝样
来源:Smart Agricultural Technology
时间:2025-06-21
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基于目标追踪与三维重建的柑橘产量智能估测方法研究
柑橘作为全球最重要的经济作物之一,其产量估测直接关系到供应链管理和农民收益。然而,传统人工计数方法受限于果实分散、枝叶遮挡和光照变化,效率低且误差大。尤其在巴基斯坦等主产国,小农户占比高,精准估产技术缺失导致出口竞争力不足。这一背景下,如何通过智能化手段实现高效、准确的柑橘产量评估成为农业科技领域的迫切需求。中国的研究团队联合国内外机构,在《Smart Agricultural Technology》发表了一项创新研究。该工作通过融合计算机视觉与深度学习技术,开发了一套基于手持相机的自动化柑橘产量估测系统。研究团队从巴基斯坦国家农业研究中心和中国广西师范大学的果园采集1451张高分辨率图像,构
来源:Smart Agricultural Technology
时间:2025-06-21
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机器学习算法预测日光温室室内温度的对比分析与实用方法:基于GRU模型的跨时间尺度优化研究
随着现代农业向智能化转型,日光温室作为中国设施农业的核心形式,其环境调控精度直接影响作物产量。然而,温室温度受太阳辐射、室外气象等多因素非线性作用,传统CFD(计算流体力学)模拟存在建模复杂、实时性差等缺陷,而现有机器学习研究多局限于单一算法或短时预测。如何建立兼顾长短期预测精度、适应复杂气候变化的温度模型,成为设施农业优化的关键瓶颈。沈阳农业大学的研究团队以该校实验基地的草莓温室为对象,创新性地构建了覆盖21个时间尺度(15分钟至24小时)的预测体系。研究通过5折交叉验证对比GRU(门控循环单元)、LSTM(长短期记忆网络)、RF(随机森林)、SVR(支持向量回归)和MLR(多元线性回归)的
来源:Smart Agricultural Technology
时间:2025-06-21
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基于YOLO算法的无人机遥感图像水稻秧苗计数识别技术研究及其在精准农业中的应用
水稻作为全球主粮作物,其产量监测直接关系粮食安全。传统秧苗计数依赖人工五点采样,效率低下且主观性强;卫星遥感又受制于重访周期和天气干扰。近年来,搭载RGB相机的无人机(UAV)虽能获取高清图像,但复杂田间环境下的秧苗重叠、水体反光等问题,使得现有识别技术难以兼顾精度与效率。如何利用深度学习突破这些瓶颈,成为农业遥感领域的关键挑战。针对这一难题,贵州省农业科研团队在《Smart Agricultural Technology》发表研究,系统评估了YOLOv8n、YOLOv9t和YOLOv10n三种模型在12m/15m飞行高度下的性能差异。通过构建100-200张图像的标注数据集(含Anshun和
来源:Smart Agricultural Technology
时间:2025-06-21
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数字化农业转型中瑞士农民对虚拟围栏与自主除草机器人技术接受度的心理与社会因素分析
随着全球农业数字化转型加速,智能机器人、传感器和卫星技术正重塑传统农业生产方式。然而,技术推广面临关键瓶颈:农民对创新技术的接受度受复杂心理和社会因素制约,尤其在以小规模家庭农场为主的瑞士(农场平均规模仅21公顷),这一问题更为突出。虚拟围栏(Virtual Fence)作为精准畜牧技术(Precision Livestock Farming),可通过GPS定位实现无物理围栏放牧;全自主除草机器人则能精准识别并清除杂草,减少除草剂使用。尽管这两项技术尚未在瑞士合法化,其潜在效益与风险如何被农民权衡,将直接影响未来农业技术落地。为破解这一难题,瑞士联邦理工学院(ETH Zurich)的Linda
来源:Smart Agricultural Technology
时间:2025-06-21
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基于高光谱成像与半监督学习的普通小球藻培养异常检测方法研究
微藻作为生物燃料、肥料和营养品的原料具有巨大潜力,但其工业化培养常面临污染物入侵和营养缺乏等异常问题。传统显微镜检测和PCR方法耗时费力,而现有光谱技术多局限于特定污染物的监督学习检测。如何实现未知异常的早期预警,成为制约微藻产业质量控制的关键瓶颈。为解决这一难题,国外研究团队在《Smart Agricultural Technology》发表了一项创新研究。该工作首次将高光谱成像(400-1000 nm,分辨率5.5 nm)与非侵入式监测结合,通过半监督学习框架比较了三种算法对Chlorella vulgaris培养异常的检测效能。研究采用Specim FX 10高光谱仪采集数据,构建包含2
来源:Smart Agricultural Technology
时间:2025-06-21
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基于轻量化YOLOv8n-seg模型与空间分组增强注意力机制的猪群实例分割与计数方法研究
在集约化养猪场中,精准的猪只计数对饲料分配、健康监测至关重要,但现有实例分割模型如DeeplabV3+等存在计算资源消耗高、难以部署在边缘设备的问题。此外,猪群的高密度、遮挡和复杂光照条件进一步增加了分割难度。针对这些挑战,来自中国的研究团队在《Smart Agricultural Technology》发表研究,提出了一种基于YOLOv8n-seg改进的轻量化模型。研究通过三大创新优化模型:首先,用Ghost模块替换C2f模块,减少冗余卷积操作;其次,在颈部网络引入空间分组增强注意力机制(SGE),提升遮挡场景下的特征融合能力;最后,设计轻量化共享细节增强卷积头(LSDECD),通过多角度卷
来源:Smart Agricultural Technology
时间:2025-06-21
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综述:超声造影联合微泡技术在子宫疾病中的应用现状与未来展望
超声造影联合微泡技术的子宫疾病诊疗革新引言子宫疾病涵盖肌瘤、息肉、腺肌症及恶性肿瘤,是影响女性健康的重要问题。传统影像技术如超声和MRI常因分辨率不足或成本高昂受限,而超声造影(CEUS)结合微泡技术通过实时血管成像和灌注分析,为精准诊疗提供了新工具。微泡技术原理微泡(1-10 μm)由硫六氟化硫(SF6)等气体核心和磷脂外壳构成,其声阻抗差异显著增强超声回波信号。通过分析时间-强度曲线(TIC)参数(如达峰时间、峰值强度),CEUS可量化组织血流动力学特征,区分良恶性病变。例如,恶性肿瘤表现为快速"快进快出"强化模式,而肌瘤则显示均匀血管网络。疾病诊断应用肌瘤与腺肌症鉴别:CEUS通过评估血
来源:SLAS Technology
时间:2025-06-21
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级联式纸基酶促化学电阻生物传感器在尿素检测中的创新应用及其临床意义
慢性肾病(CKD)是全球公共卫生的重要挑战,其早期诊断依赖血液尿素检测,但传统方法需专业医疗设施,难以在资源匮乏地区普及。唾液尿素水平与血液高度相关,成为非侵入性监测的理想替代样本。然而,唾液成分复杂,现有检测技术易受代谢物、蛋白质等干扰,且设备昂贵、操作繁琐。针对这一难题,某研究团队在《Sensors and Actuators Reports》发表论文,提出了一种基于级联化学电阻效应的纸基酶促生物传感器,为CKD筛查提供了创新解决方案。研究采用脲酶(urease)催化尿素分解产生NH4+和HCO3-,结合聚苯乙烯磺酸盐(PSS)的质子传导特性,通过电阻变化定量尿素浓度。传感器以滤纸为基底,
来源:Sensors and Actuators Reports
时间:2025-06-21
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基于多重微生物模式识别蛋白与磁珠棘轮技术的快速病原体富集检测新方法
在传染病防控和临床诊断中,样本制备环节长期存在效率低下、通量受限的瓶颈问题。COVID-19大流行期间核酸检测试剂短缺的困境,以及血流感染中耐药菌鉴定的延迟(通常需要12小时以上培养),都暴露出传统方法的局限性。现有技术往往受限于特定样本基质(如血液、痰液)或病原体类型(细菌/病毒),而广谱捕获技术如FcMBL(Fc-甘露糖结合凝集素)虽能识别90余种病原体,但对部分菌株(如肺炎克雷伯菌)需机械破碎处理,且缺乏有效的富集手段。为突破这些限制,来自Ferrologix等机构的研究团队在《SLAS Technology》发表研究,创新性地将多重模式识别蛋白(FcMBL、C反应蛋白CRP和树突状细胞
来源:SLAS Technology
时间:2025-06-21
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基于TR-FRET高通量筛选技术开发靶向FAK FAT结构域的小分子抑制剂及其在癌症和纤维化治疗中的应用
黏着斑激酶(FAK)作为非受体酪氨酸激酶,在多种癌症中过表达并与不良预后密切相关。传统靶向FAK激酶结构域的ATP竞争性抑制剂在临床试验中表现有限,且无法完全抑制FAK的支架功能。越来越多的证据表明,FAK通过C端黏着斑靶向(FAT)结构域与paxillin等蛋白的相互作用,在肿瘤转移、纤维化进程中发挥关键作用。这促使科学家们将目光转向靶向FAK FAT结构域的新策略。美国亚利桑那大学等机构的研究团队在《SLAS Discovery》发表重要成果,开发了首个靶向FAK FAT:paxillin蛋白互作(PPI)的高通量筛选平台。研究团队创新性地将烃链钉合肽UA-1907改造为生物素化探针bio
来源:SLAS Discovery
时间:2025-06-21
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基于中红外光纤倏逝波光谱传感器的全血TyG指数快速检测技术研究
现代生活方式变迁引发的高糖高脂饮食与久坐行为,导致全球代谢疾病发病率激增。胰岛素抵抗作为肥胖、2型糖尿病(T2DM)和心血管疾病的共同病理基础,其早期识别对疾病防控至关重要。甘油三酯-葡萄糖指数(TyG)因其计算简便(TyG=ln[空腹甘油三酯(mg/dl)×空腹血糖(mg/dl)/2])且与金标准正相关,成为胰岛素抵抗筛查的理想替代指标。然而,现有检测技术如酶法需复杂预处理,傅里叶变换红外光谱(FTIR)受水分干扰大,衰减全反射技术(ATR-FTIR)则面临灵敏度低和交叉污染风险。武汉理工大学的研究团队创新性地提出基于中红外光纤倏逝波光谱(MIR-FEWS)的TyG指数检测方案。该团队选用具
来源:Sensors and Actuators B: Chemical
时间:2025-06-21