-
对称性保护的非厄米拓扑相的无监督分类:超越拓扑不变量的机器学习方法
在拓扑物态研究领域,数学家出身的拓扑学概念为物质分类带来了革命性变革。然而一个长期存在的困境是:缺乏普适的拓扑不变量。这意味着即使所有已知拓扑不变量都将某个物相判定为"平庸",但随着新不变量的发展,它可能在未来被重新认定为拓扑非平庸。这一问题在厄米系统拓扑分类中已屡见不鲜,如拓扑谷霍尔相和高阶拓扑相的发现过程。近年来,非厄米拓扑领域的兴起使这一挑战尤为突出。与传统厄米系统不同,非厄米系统具有更丰富的能隙类型(点能隙、实线能隙、虚部线能隙)和对称性类别。尽管研究人员已开发出多种非厄米拓扑不变量,但这些不变量仍无法完全捕捉非厄米系统的所有拓扑特征。正是在这样的背景下,杨龙团队在《National
来源:National Science Review
时间:2025-11-28
-
利用工程微球将增强型磁热消融技术与免疫疗法结合治疗肝细胞癌
肝癌(Hepatocellular Carcinoma, HCC)作为全球范围内致死率最高的恶性肿瘤之一,其高转移潜能和复发倾向对临床治疗构成严峻挑战。传统微波消融技术虽能有效灭活肿瘤组织,但存在操作依赖性强、邻近器官损伤风险高、多发病灶需多次穿刺等问题。为此,本研究创新性地提出将磁热消融(Magnetic Hyperthermia Therapy, MHT)与免疫治疗联用,通过开发新型多功能微球载体系统突破现有技术瓶颈,为肝癌治疗开辟新路径。### 一、技术突破与材料创新研究团队采用SPG膜乳化技术成功制备出聚丙烯酰胺包裹五羰基铁(PAM@Fe(CO)₅)磁热消融微球(MSs)。该材料具有三
来源:Materials Today Bio
时间:2025-11-28
-
结构变异推动了姐妹豆科植物(Medicago属)根茎的创新与适应性分化
研究聚焦于豆科植物近缘物种——Medicago archiducis-nicolai(高海拔适应型)与M. ruthenica(干旱适应型)的基因组比较分析。作为野生近缘种,二者在青藏高原(海拔2000-4250米)和欧亚草原(半干旱气候区)形成鲜明生态分化,其基因组差异为解析适应性进化机制提供了理想模型。研究揭示,基因组层面的结构变异(SVs)与表达调控网络的系统性分化共同驱动了物种间的形态和生态适应性差异,这对农作物改良具有重要启示。研究团队采用多组学整合策略:1)通过PacBio HiFi测序和Hi-C技术完成两物种染色体级组装,分别达到940 Mb和915 Mb基因组规模,其中M. a
来源:Journal of Integrative Plant Biology
时间:2025-11-28
-
综述:结直肠癌筛查的进展:技术创新、指南差异及个性化策略
结直肠癌筛查技术的进展与临床实践挑战1. 传统筛查方法的应用现状结直肠癌(CRC)作为全球第三大常见恶性肿瘤,其筛查技术经历了从侵入性操作到非侵入性检测的演变过程。肠镜作为金标准,虽能实现腺瘤切除,但操作复杂、依从性差(仅30%-60%患者完成筛查)。改良肠镜技术如无痛肠镜虽提升了接受度,但存在辐射暴露和漏诊高危区域(如右侧结肠)的缺陷。粪便隐血试验(FOBT)因操作简便曾广泛应用,但灵敏度不足(约60%),现已被特异性更高的粪便免疫化学检测(FIT)取代,后者对早期腺瘤的检出率提升达20%以上。2. 分子检测技术的突破性进展基于循环肿瘤DNA(ctDNA)的甲基化检测技术取得突破性进展,SE
来源:Frontiers in Oncology
时间:2025-11-28
-
物理和化学消毒方法对从饮用水及管道生物膜中分离出的具有临床意义的自由生活阿米巴的杀灭效果
自由生活阿米巴(Free-Living Amoebae, FLA)作为饮用水系统及建筑生物膜中的常见微生物,因其可能携带军团菌、结核分枝杆菌等机会性病原体,对公共卫生构成潜在威胁。近年来,随着对生物膜复杂生态系统的深入研究,FLA的消毒控制成为全球饮用水安全领域的重点课题。本文基于澳大利亚某研究团队发表的实验成果,系统分析不同消毒策略对FLA及其包被病原体的灭活效果。在实验设计上,研究者构建了包含热力消毒(70℃)、过氧化氢、苯扎氯铵等七种常规处理手段的对照体系。研究选取了五种具有代表性的FLA物种:包括饮用水管网中分离的Acanthamoeba DB1、Allovahlkampfia DS1
来源:Frontiers in Microbiology
时间:2025-11-28
-
通过精确的图模型和专家混合方法优化手势识别,以处理联合关系和时间动态
摘要:手势识别方法通过提取空间和时间特征最近取得了令人满意的结果。然而,现有方法往往忽略了远距离关节之间的关系,并且受到高计算成本的限制。在本文中,我们介绍了一种基于图的新型手势识别模型,该模型通过在一个统一的语义空间内高效捕获远距离关节之间的依赖关系,克服了这些限制,并且所需的计算时间更少。我们的模型由三个主要组成部分构成:专家混合(MoE)框架,它动态选择专注于关节、骨骼和运动特征的子模型以优化性能和效率;图层次边缘表示(GHER),它捕获关节之间的多尺度关系,并对手部骨骼中的局部和全局交互进行建模;以及轻量级图时间融合变换器(LGTFT),它将基于注意力的图变换器与轻量级门控循环单元(G
来源:IEEE Transactions on Biometrics, Behavior, and Identity Science
时间:2025-11-28
-
基于全同态加密的生物特征模板融合与匹配系统HEFT:安全高效的多模态生物识别新方法
在数字化身份认证时代,生物识别技术因其便捷性日益普及,但多模态生物特征融合过程中的隐私泄露风险成为悬而未决的难题。传统方法在明文域进行特征级融合时,原始生物特征模板面临被逆向还原或泄露敏感信息的威胁。现有加密方案虽能保护数据静态安全,却无法支持加密域内的复杂计算,导致安全性与实用性难以兼得。针对这一挑战,密歇根州立大学Ramin Akbari等研究者在《IEEE Transactions on Biometrics, Behavior, and Identity Science》发表论文,提出名为HEFT的创新框架。该系统基于全同态加密(Fully Homomorphic Encryption
来源:IEEE Transactions on Biometrics, Behavior, and Identity Science
时间:2025-11-28
-
基于正态分布的预处理方法在代谢组数据插补中应用动态加权KNN算法的研究
代谢组学数据缺失值填补技术的革新与实践——基于动态加权KNN算法的深度解析代谢组学作为系统生物学的重要分支,其核心价值在于通过多组学数据整合揭示生物代谢状态的动态变化。然而在实际数据采集过程中,由于质谱仪器的检测限制、样本处理过程中的损耗以及数据分析流程中的误差,超过80%的代谢组学数据集存在不同形式的缺失值。这些缺失值不仅影响数据完整性,更会导致下游分析(如生物标志物发现、代谢通路重构、药物靶点筛选等)产生系统性偏差。传统KNN算法在处理这类数据时存在显著局限性,而最新提出的NDW-KNN算法通过三重创新设计,为代谢组学数据填补提供了突破性解决方案。一、代谢组学数据缺失的复杂特征现代代谢组学
来源:Computational Biology and Chemistry
时间:2025-11-28
-
一种新型的、环保且高效的琼脂提取方法,该方法利用电子束(E-beam)技术实现,同时对其作用机制进行了阐述
本研究聚焦于电子束(e-beam)辐照在琼脂绿色提取中的应用探索。作者团队以广西海藻资源为研究对象,系统评估了电子束辐照对红藻多糖结构及功能特性的影响机制,成功构建了无需化学试剂且具有工业化潜力的新型提取工艺。在传统琼脂制备工艺中,存在多环节的环境负担:首先,传统热水浸提法需持续高温处理(通常超过90℃),不仅造成蛋白质等热敏成分的降解,更产生大量含盐废水。其次,化学法提取依赖强碱或有机溶剂,不仅导致多糖链的断裂(文献显示传统碱处理可使琼脂分子量降低30%-40%),还造成约15%-20%的化学试剂残留。更为严重的是,现行工艺存在能源消耗大(单批次提取耗能约2.3kWh)、生产周期长(平均72
来源:Sensors International
时间:2025-11-28
-
综述:父亲因素对胚胎形态动力学及辅助生殖技术(ART)结果的影响:一项系统评价与元回归分析
近年来,辅助生殖技术(ART)在提升生育率方面取得进展,但仍面临临床妊娠率不足22%的挑战(Adamson et al., 2023)。随着时间-lapse胚胎监测技术的普及,学界开始关注父方因素对胚胎发育动态(morphokinetics)及最终临床结局的影响。一项纳入9项研究的元分析显示,精子质量与胚胎发育后期阶段存在显著关联,而父方年龄、BMI及精子浓度、活动力等参数对临床妊娠率具有预测价值。### 研究背景与意义全球约30%的夫妇面临生育困难,其中男性因素占比达50%(Eisenberg et al., 2023)。传统精子参数(浓度、活力、形态)虽是男性不育诊断的基础,但其在胚胎发育
来源:Reproductive BioMedicine Online
时间:2025-11-28
-
3D MR弹性成像与体素内非相干运动技术在评估肝细胞癌分级方面的比较研究
肝癌作为全球性高发恶性肿瘤,其病理分级直接影响临床治疗策略和预后评估。近年来,影像组学技术为非侵入性预测病理分级提供了新思路。本研究通过整合三维磁共振弹性成像(3D MRE)、内禀有效运动(IVIM)和常规对比增强磁共振成像(cMRI)三种技术,系统评估其在肝细胞癌(HCC)病理分级中的诊断价值。### 一、研究背景与临床意义肝细胞癌(HCC)作为全球第五大常见癌症,其病理分化程度是影响患者预后的关键因素。现有诊断体系依赖术后病理证实,存在明显的滞后性。影像学预测分级的技术优势在于实现术前评估,对临床决策具有重要指导价值。尽管扩散加权成像(DWI)和增强扫描已有应用,但尚未建立统一的标准。本研
来源:Liver Research
时间:2025-11-28
-
等离子体增强技术对溶液中鹿PrP(87–114)片段聚集体的表征
该研究聚焦于白尾鹿(WTD)朊蛋白(PrP)87-114片段的自组装纤维形成机制,通过整合表面增强拉曼散射(SERS)与光子晶体增强显微成像技术,揭示了该片段在溶液中从分散态到有序纤维网络的动态演化过程。研究团队利用纳米结构金薄膜作为多功能探针平台,同步实现了显微成像与SERS表征,突破了传统方法对低浓度样品或早期聚集态的检测瓶颈。**实验体系创新性体现** 研究设计的核心突破在于开发了一种新型复合基底——将15纳米厚金薄膜通过电子束蒸发技术沉积在熔融石英表面。这种金纳米结构薄膜兼具两种功能:在显微成像中通过表面等离子体共振效应增强光散射,使溶液中分子自组装过程可视化;在SERS检测中,其表
来源:Journal of Biophotonics
时间:2025-11-28
-
利用灌注导向的宿主进化方法提高CHO细胞重组蛋白的产量
在生物制造领域,连续 perfusion 培养技术因其高效、低成本的特性备受关注。然而,高细胞密度和动态培养环境对宿主细胞提出了严峻挑战。近期一项研究通过定向进化策略成功开发出新型CHO宿主PE,显著提升了其在 perfusion 平台的生产性能。该研究系统性地验证了PE宿主在细胞开发、 fed-batch 和动态 perfusion 三个关键阶段的综合优势,并通过蛋白质组学揭示了其分子调控机制。### 1. 研究背景与策略创新传统CHO宿主在连续 perfusion培养中面临多重压力:① 高密度培养导致的营养竞争与代谢废物积累;② 滤膜通量控制(TFF/ATF)引发的剪切应力;③ 动态环境中
来源:Biotechnology Progress
时间:2025-11-28
-
基于尿中游离DNA的细菌性膀胱炎诊断平台,采用基于样本点的机器学习方法
该研究聚焦于开发一种新型基于荧光成像与机器学习的尿细胞游离DNA(cfDNA)检测平台,旨在解决细菌性膀胱炎诊断中存在的灵敏度不足、区分度不高等临床痛点。通过整合物理化学吸附技术与人工智能算法,研究团队构建了从样本富集到结果判读的全流程检测体系,为泌尿系统疾病的快速诊断提供了创新方案。在技术路线设计上,研究者首先采用聚烯亚胺(PEI)修饰的玻璃基底材料进行cfDNA的富集纯化。通过表面电荷修饰增强DNA吸附效率,实验显示在500 ng/mL的DNA浓度下吸附效率可达94.9%,显著优于传统方法。这种物理吸附技术避免了化学试剂的干扰,且无需复杂预处理,使检测流程更符合床旁检验(POCT)需求。荧
来源:Journal of Advanced Research
时间:2025-11-28
-
综述:用于传感和生物传感应用的气凝胶技术的新兴趋势
气凝胶技术在生物传感器中的应用与发展综述气凝胶(Aerogels)作为一类具有超低密度、高孔隙率和可调控表面性质的新型纳米材料,近年来在生物传感器领域展现出巨大潜力。本文系统梳理了气凝胶在生物传感中的应用进展,重点探讨其材料特性、检测机制及系统集成方面的创新突破。1. 材料特性与制备技术气凝胶的独特三维多孔结构(孔隙率可达90%以上)和高比表面积(通常超过1000 m²/g),使其成为生物分子吸附、扩散和信号转化的理想载体。制备技术的进步显著提升了材料性能:- 无溶剂制备技术:采用超临界CO₂干燥法(如有机气凝胶的合成)和冷冻干燥法(如纤维素气凝胶),有效避免了传统溶剂残留问题- 绿色合成路径
来源:Sensors & Diagnostics
时间:2025-11-28
-
OLGIMA系统用于胃癌风险评估:这是一种基于悉尼组织学共识的有效方法
胃癌风险分层系统的优化与OLGIMA系统的临床应用胃癌作为全球范围内高发恶性肿瘤,其早期诊断和风险分层对改善预后至关重要。近年来,基于悉尼分型的胃黏膜异型增生评估体系在临床应用中逐步发展,但现有系统仍存在局限性。本研究通过多中心临床数据分析,提出了整合肠型化生(IM)和胃萎缩(GA)评估的OLGIMA系统,为临床风险分层提供了新思路。一、现有评估体系的局限性分析1. OLGA系统:虽然首次将胃萎缩程度与肠型化生进行综合评分,但其平均分值的计算方式导致评估过程复杂,且胃萎缩的病理学评估存在显著的主观差异。研究显示,OLGA系统在临床常规应用中存在以下问题:- 评估耗时较长(平均需25分钟/例)-
来源:Histopathology
时间:2025-11-28
-
利用一种创新的STF-YOLO模型与ByteTrack算法相结合的方法,对实际果园中的蓝莓进行成熟度检测与计数
蓝莓成熟检测与自动计数系统的技术突破与应用价值 ——基于STF-YOLO与ByteTrack的融合框架研究 一、研究背景与核心挑战 蓝莓作为全球重要经济作物,其采摘面临三大技术瓶颈:1)果实尺寸小(直径2-3cm)、集群密度高(单株产量可达3000颗),传统检测易遗漏;2)成熟阶段颜色过渡平缓(未熟绿→半熟紫→成熟蓝),与背景叶片(色差<15%)难以区分;3)田间光照不均、枝叶遮挡导致检测误差率高达30%(Ali et al., 2015)。现有YOLO系列模型在密集遮挡场景下mAP50仅提升至75%左右(Chen et al., 2024),难以满足自动化采摘需求。二、系统架构创新
来源:Frontiers in Plant Science
时间:2025-11-28
-
基于人工智能的移动健康应用程序用于皮肤癌检测:当前面临的挑战以及一种系统思维方法,以改善低收入和中等收入国家的公共卫生状况
``` 摘要 通俗语言总结 由人工智能(AI)驱动的移动健康(mHealth)应用程序正成为皮肤癌检测的重要自我分诊工具。这些应用程序利用智能手机摄像头分析皮肤病变,评估风险并提供个性化的护理建议,范围从自我护理指导到引导用户寻求适当的医疗服务提供者。虽然这对实现可持续发展目标3(确保健康生活)有积极影响,但这些应用程序的迅速普及也带来了重大挑战。由于性别、地理、收入和教育水平的差异,数字鸿沟依然存在,限制了其广泛采用。此外,数字素养的差异以及患者的焦虑情绪也加剧了这一问题。商业应用商店的监管缺失带来了诊断风险;同时,AI模型的训练数据不足,导致对某些皮肤类型的人群诊断出现较
来源:Melanoma Research
时间:2025-11-28
-
一种基于新型ESIPT技术的荧光探针,用于检测L-苯甲酸酯
邱远峰|赖永杰|王乐|孙世波|季阳|李英波|王俊峰上海工程技术大学化学与化学工程学院,中国上海摘要硼中子俘获疗法(BNCT)是一种新兴且有前景的治疗方法,目前得到了硼输送剂L-硼苯丙氨酸(L-BPA)的临床批准。在生物系统中准确检测L-BPA不仅对优化治疗效果和改进安全相关的给药策略至关重要,而且对指导新型硼酸类药物的开发也有帮助。本文报道了一种新型荧光传感器(QWF),该传感器基于我们之前的工作进行合理设计和表征,其在562 nm处表现出明显的荧光增强响应(λex = 430 nm),同时具有较大的Stoke位移(132 nm)。动力学研究表明,该传感器在约70秒内即可快速响应,并伴有显著的
来源:Dyes and Pigments
时间:2025-11-28
-
综述:木质纤维素生物乙醇生产:预处理策略、生物燃料分离以及基于人工智能/机器学习的可持续优化方法综述
### 木质纤维素生物乙醇生产技术研究进展与综合评述#### 一、生物乙醇生产的技术框架与挑战木质纤维素生物乙醇生产是可持续能源开发的核心领域,其技术框架涵盖四大关键阶段:**预处理**、**水解**、**发酵**及**分离纯化**。传统工艺中,木质纤维素因高度结晶的纤维素结构、复杂的生物聚合物网络及大量木质素包裹,导致酶解效率低下。研究显示,仅约20%的纤维素可通过自然水解实现有效利用,而传统酸碱预处理成本高且伴随大量发酵抑制剂生成(如糠醛、羟甲基糠醛等),进一步制约了生产效率。#### 二、预处理技术优化策略预处理的目标是破坏木质素-纤维素-半纤维素的三元复合结构,提升酶解效率。现有方法可
来源:Current Research in Biotechnology
时间:2025-11-28