基于 mRNA 的疗法不同于小分子和其他生物制剂,它们代表着重大的分析挑战。为了在竞争激烈的市场中竞争并符合监管标准,需要对临床前/临床测试和批次放行进行 mRNA 表征。更快、更可靠的结果需要创新的解决方案来应对这些分析挑战。核酸浓度测定是通过测定 260 nm 分析波长下的紫外 (UV) 吸光度来测量的。这些吸光度测量允许科学家根据已知的 RNA 消光系数来测量核酸浓度。它们在 260 nm 处的最大吸光度峰的光谱特征与核酸浓度成正比。这种紫外核酸定量方法的优点是简单、直接,并且只需要少量样品即可进行测量。然而,分析实验室遇到的一个挑战是其特异性的局限性,因为吸收相似波长的基质成分会导致随后的核酸浓度测定不准确。我们观察到,当前传统的基于比色皿的 UV 解决方案中使用 1 cm 比色皿和/或较小固定光程长度的标准固定光程长度 UV 仍然无法解决给定测量的质量问题,并且需要数小时的调查时间。使用稀释因子(这会增加制备时间和变异性)和固定光程长度测量来确定溶液中 UV 发色团的浓度,并不能提供一种可在公司或流程内平台化的易于转移且可靠的方法。如今,研究人员可以在存在化学和核酸杂质(尤其是 DNA 和 dsRNA)的情况下选择性地量化核酸吸光度。分析软件使用全光谱数据和高级算法来识别核酸杂质并提供校正的核酸浓度。
i. 地球上的生命 [ 4 个讲座]:原始条件下有机分子的形成、热液喷口的作用;RNA 在第一个自我复制系统假设中的意义;细胞生命的出现;代谢途径的发展;以及产氧光合作用的兴起。 ii. 太空环境中的地球生命 [5 个讲座]:微生物对太空物理极端条件的适应,例如温度、辐射、压力、重力和地球化学极端条件(例如干燥、盐度、 pH 值、氧气耗尽或极端氧化还原电位);模拟地球上的月球和军事环境。 iii. 太空生命的生物特征 [5 个讲座]:生命的定义;寻找我们所知的生命;寻找我们不所知的生命;太空生命的潜在生物特征;分子、同位素和形态生物特征,例如特定的有机分子、同位素比和微化石结构;了解当前检测方法的局限性并讨论潜在发现对我们理解宇宙生命的影响;在光谱数据中识别潜在的生物特征 iv. 生命研究的空间仪器 [5 个讲座]:现场生命检测和监测太空生命的方法;从任务科学到飞行硬件;行星保护和污染控制;样品处理和流体学;热环境和调节;抗辐射;虚拟原型;仪器验证平台(实验室、气球、火箭、立方体卫星、国际空间站、AUV 等)。 v. 印度航天任务中的天体生物学和空间生物学 [2 个讲座]。 Gaganyaan 和载人航天。 Chandrayaan-4、Chandrayaan-5、Bharatiya Antariksha 站、金星和火星任务(检测生物特征)。 c. 先决条件(如果有):N/A d. 包含在学习课程手册中的简短摘要:
结肠药物的递送提供了许多药物机会,包括直接进入局部治疗靶标和药物生物利用度益处,这是由于结肠上皮减少的细胞色素P450酶和特定的流出式转运蛋白而产生的。目前用于开发结肠药物输送系统的工作流程涉及时必时间的,体外吞吐量的低吞吐量和体内筛查方法,这阻碍了合适的启用材料的识别。多糖是结肠靶向的有用材料,因为它们可以用作剂型涂层,这些剂量涂层被结肠微生物群选择性消化。但是,多糖是一个异质的分子家族,适合此目的。为了满足对结肠药物输送的高吞吐量材料选择工具的需求,我们杠杆机器学习(ML)和公共可访问的实验数据,以预测在模拟的人类,老鼠和狗尸体环境中从基于多糖的涂料中释放5-氨基化含量的药物。首次仅使用拉曼光谱来表征多糖以输入为ML特征。模型在新的多糖涂层中的8个看不见的药物释放曲线上进行了验证,这表明该方法的普遍性和可靠性。此外,模型分析促进了对影响聚结肠药物递送的化学特征的理解。这项工作代表了采用光谱数据来预测药物从药物制剂中释放药物的主要步骤,并标志着结肠药物递送领域的显着进步。,它为结肠靶向的配方涂料提供了有效,可持续和成功的开发和预先排序的强大工具,为未来的更有效和有针对性的药物输送策略铺平了道路。
核磁共振 (NMR) 是对原子核磁特性的光谱研究。原子核的质子和中子具有与其核自旋和电荷分布相关的磁场。共振是一种能量耦合,当单个原子核被置于强外部磁场中时,它会选择性地吸收并随后释放这些原子核及其周围环境所特有的能量。自 20 世纪 40 年代以来,NMR 信号的检测和分析已作为化学和生物化学研究中的分析工具得到了广泛的研究。NMR 不是一种成像技术,而是一种提供有关放置在小体积、高场强磁性装置中的样本的光谱数据的方法。在 20 世纪 70 年代初,人们意识到磁场梯度可用于定位 NMR 信号并生成显示质子磁特性的图像,反映临床相关信息,再加上技术进步和“体型”磁体的发展。随着 20 世纪 80 年代中期临床成像应用的增多,“核”含义被抛弃,磁共振成像 (MRI) 及其大量相关缩略词开始被医学界普遍接受。随着磁场强度更高的磁铁以及解剖、生理和光谱研究的改进,MR 应用的临床意义不断扩大。对软组织差异的高对比敏感度以及使用非电离辐射对患者的固有安全性是 MRI 取代许多 CT 和投影射线照相方法的主要原因。随着图像质量、采集方法和设备设计的不断改进,MRI 通常是检查患者解剖和生理特性的首选方式。但它也存在缺点,包括设备和选址成本高、扫描采集复杂、成像时间相对较长、图像伪影明显、患者幽闭恐惧症以及 MR 安全问题。本章回顾了磁学的基本特性、共振概念、组织磁化和弛豫事件、图像对比度的生成以及获取图像数据的基本方法。第 13 章讨论了高级脉冲序列、图像特征/伪影的说明、MR 波谱、MR 安全性和生物效应。
[1] R. Meyer,J. Köhler,A. Homburg,Explosives,第 7 版完全修订和更新版,Wiley-VCH Verlag,Weinhein,德国,2016 年 [2] R. Amrousse,K. Fujisato,H. Habu,A. Bachar,C. Follet-Houttemane,K. Hori,CuO 基催化剂上二硝酰胺铵(ADN)作为高能材料的催化分解,催化科学与技术,2013,3(10),2614-2619 [3] TP Russell,AG Stern,WM Koppes,CD Bedford,二硝酰胺铵的热分解和稳定化,JANNAF Proc.,CPIA Publ.,1992,2,593 [4] AN Pavlov,VN Grebennikov,LD Nazina、GM Nazin、GB Manelis,《二硝酰胺铵的热分解和二硝酰胺盐异常衰变机理》,《俄罗斯化学通报》,1999 年,48,第 1 期 [5] GB Manelis,《二硝酰胺铵盐的热分解》,《第 26 届国际 ICT 年鉴》,德国卡尔斯鲁厄,1995 年,15.1-17 [6] M. Herrmann、W. Engel,《用 X 射线衍射测量 ADN 的热膨胀》,《第 30 届弗劳恩霍夫 ICT 年鉴》,1999 年,118.1-7。 [7] H. Östmark、U. Bemm、A. Langlet、R. Sanden、N. Wingborg,《二硝酰胺 (ADN) 的性质:第 1 部分,基本性质和光谱数据》,《J. Energetic Materials》,2000 年,18,123-138 [8] M. Johansson、N. Wingborg、J. Johansson、M. Liljedahl、A. Lindborg、M. Sjöblom,《ADN 不仅仅是颗粒和配方 – 它是未来导弹推进剂的一部分》,《不敏感弹药与含能材料技术研讨会》,2013 年,美国圣地亚哥 [9] T. Heintz、H. Pontius、J. Aniol、C Birke、K. Leisinger、W. Reinhard,《二硝酰胺 (ADN) - 制粒、涂层和特性》,《推进剂爆炸》。 Pyrotech. 2009, 34, 231– 238 [10] M. Herrmann、U. Förter-Barth、PB Kempa、T. Heintz,ADN 和 ADN 颗粒的热行为 – 晶体和微结构 – 第一部分,第 48 届国际会议论文集,Fraunhofer ICT,2017,43.1–13。
天然产物Eugenol 1用作合成化合物4的起始材料(方案1)。所有中间体2 - 3均使用文字中提到的技术产生,并带有较小的Modi cations。28化合物1与乙酸溴乙酸酯在丙酮中存在无水钾含碳酸盐中的碳酸盐中,从而产生2-(4-酰基-2-甲氧氧基)乙酸乙酸乙酯2,然后用乙醇中的2--乙醇中的2-----------------甲氧氧基)在2--(4---乙醇中)的2------------甲基乙酸盐反应。 90%的年龄中有3个。所有用于制备目标分子的介体都通过光谱数据(例如NMR和FTIR)进行了。在乙醇中,化合物3和2,5-己二酮之间的凝结反应在96%的年代中均为2-(4-酰基-2-甲氧基氧基) - N-(2,5-二甲基-1 H-吡咯-1-吡咯-1-吡咯-1-吡咯-1-吡咯-1-基)乙酰胺4。通过NMR(1 H&13 C),FTIR和XRD光谱分析对这种凝结进行了限制。FTIR频谱在1710 cm -1和3460 cm -1处显示出明显的信号,分别分别是特征C] O的存在和NH功能。的确,产品4的1 H NMR揭示了以1.91 ppm((CH 3)2)的屏蔽单元的外观,其质子具有与吡咯环相关的质子。尽管吡咯环的两个对称质子存在于5.59 ppm((CH)2)的化学含中,但由于它们的对称性,它们仅给出一个信号。还可以指出,在10.8 ppm(NH)处的未遮盖单线的外观也被指出。实验结果在表1中报告,而不对称单元如图1带有原子编号方案。在13 C NMR光谱中的10.2、103.59和127.3 ppm处的峰值分别归因于(CH 3)2与吡咯环相连的(CH 3)2,CH - CH与第三级碳和c – N链接到吡咯并碳环的Quaternary Carbons。在100 k的温度下,记录了化合物4、2-(4-酰基-2-甲氧基氧基)-n-(2,5-二甲基-1 h-pyrrol-1-基)乙酰胺的X射线强度数据,该乙酰氨酸含量为
摘要:越来越多的光学卫星任务对陆地地球系统的连续监测为植被和农田特征提供了宝贵的见解。卫星任务通常提供不同级别的数据,例如1级大气顶(TOA)辐射率和2级大气底(BOA)反射率产品。开发TOA辐射数据直接提供了绕过复杂大气校正步骤的优势,在该步骤中,错误可以在其中进行预测并损害随后的检索过程。因此,我们研究的目的是开发能够从成像光谱卫星任务中直接从TOA辐射数据中检索植被特征的模型。为了实现这一目标,我们基于辐射转移模型(RTM)模拟数据构建了混合模型,从而采用了植被范围RTM与大气libradtran RTM结合使用高斯工艺回归(GPR)。重点是植被冠层特征的重新评估,包括叶子面积指数(LAI),冠层叶绿素含量(CCC),冠层水含量(CWC),吸收的光合式活性辐射(FAPAR)的分数以及植被覆盖的分数(FVC)。使用即将到来的哥白尼高光成像任务(Chime)的带设置,评估了两种类型的混合GPR模型:(1)使用TOA辐射数据在1级(L1)培训的一种培训,并且(2)使用BOA反射率数据在2级(L2)训练。基于TOA和BOA的GPR模型均已针对原位数据验证,并具有从现场活动中获得的相应高光谱数据。基于TOA的混合GPR模型揭示了从中度到最佳结果的一系列性能,因此达到R 2 = 0.92(LAI),R 2 = 0.72(CCC)和0.68(CCC)和0.68(CWC),R 2 = 0.94(FAPAR)和R 2 = 0.95(FVC)。为了证明模型的适用性,随后将基于TOA和BOA的GPR模型应用于科学前体任务Prisma和Enmap的图像。所产生的性状图在基于TOA和BOA的模型之间显示出足够的一致性,相对误差在4%至16%之间(R 2在0.68和0.97之间)。总的来说,这些发现阐明了机器学习混合模型的开发和增强的路径,以估算直接在TOA水平下定制的植被特征。
在葡萄栽培中,通过超高的空间分解图像快速而准确地获取了冠层光谱信息以进行决策支持。普遍的做法涉及使用从纯藤冠像素获得的光谱数据创建活力图。基于对象的图像分析(OBIA)在常规方法中表现出由于其特征提取的功能而在树冠分类中表现出合理的效率。近年来,深度学习(DL)技术在果园监测中表现出了巨大的潜力,并利用了它们自动学习图像特征的能力。这项研究评估了不同方法的性能,包括掩盖R-CNN,U-NET,OBIA和无监督方法,以识别纯冠类像素。比较了阴影和背景检测方法的有效性以及错误分类像素对NDVI的影响。将结果与2021年和2022年生长季节进行的农艺调查进行了比较,重点是两个不同的物候阶段(BBCH65-BBCH85)。蒙版R-CNN和U-NET在整体准确性(OA),F1得分和与联合(IOU)相交方面表现出卓越的性能。在OBIA方法中,高斯混合模型(GMM)被证明是冠层分割的最有效的分类器,并且支持向量机(SVM)也表现出合理的稳定性。相反,随机森林(RF)和K-均值的准确性和较高的错误率产生了较低的误差率。由于准确性有限,因此在葡萄园行高的葡萄园排被高估了,而对于高活力的檐篷,NDVI被低估了。可显着提高确定系数,以进行总叶面积(TLA)与源自蒙版R-CNN和U-NET得出的NDVI数据之间的比较。还发现了来自GMM和SVM算法的NDVI数据的正相关性。关于叶叶绿素(CHL)和NDVI相关性,蒙版R-CNN和U-NET方法显示出较高的性能。此外,TLA和投影冠层区域(PCA)之间的关系得到了U-NET和Mask R-CNN的明显代表,而不建议使用PCA来估计叶绿素含量。这项调查确定,改善了葡萄树冠划界的贡献,可改善葡萄园活力监测,为葡萄酒生长提供了更准确,更可靠的农艺信息,以进行管理决策。
摘要:遥感技术克服了地面测量在时间和空间上的限制,增强了大规模生物多样性监测,并可以同时评估多种植物性状。每个个体的全部性状及其随时间的变化都是特定的,可以揭示有关森林群落遗传组成的信息。在空间和时间上连续测量同一物种个体之间的性状变异是监测遗传多样性的关键组成部分,但很难用地面方法实现。如果能够建立光谱和遗传信息之间的充分联系,使用成像光谱的遥感方法可以提供高光谱、空间和时间覆盖,以推进遗传多样性的监测。我们评估了 11 年来从瑞士同一温带森林上空 69 次机载棱镜实验 (APEX) 飞行中获得的欧洲山毛榉单株树的反射光谱。我们获得了 68 棵冠层树的反射光谱,并将这些光谱的差异与 68 个个体中微卫星标记得出的遗传差异关联起来。我们计算了不同时间点、波长区域和波长区域之间相对差异的相关性。高相关性表示光谱遗传相似性高。然后,我们测试了从几天到几年的时间尺度上获得的环境变量对光谱遗传相似性的影响。我们对辐射测量进行了不确定性传播,以提供这些相关性的质量指标。我们观察到遗传相似的个体具有更相似的反射光谱,但这在不同的波长区域和不同的环境变量之间有所不同。受水吸收影响的光谱短波红外区域似乎提供了有关高温下种群遗传结构的信息,而光谱的可见部分和受树冠散射特性影响的近红外区域在较长时间尺度上显示出与遗传结构更一致的模式。在研究光谱带之间的相对差异(最大相关性:0.40)时,遗传相似性与反射光谱相似性的相关性比研究反射数据(最大相关性:0.33)时更容易检测。结合光谱测量的不确定性,基于单个光谱带的分析的光谱遗传相似性提高了 36%,光谱带之间的相对差异提高了 20%。这项研究突出了密集多时相机载成像光谱数据在检测森林群落遗传结构方面的潜力。我们认为,观察到的反射光谱的时间轨迹表明植物对环境变化的反应存在生理和可能的遗传限制。
摘要:遥感技术克服了地面测量的时间和空间限制,增强了大规模生物多样性监测,并允许同时评估多种植物性状。整个性状集及其随时间的变化对于每个个体都是特定的,可以揭示有关森林群落遗传组成的信息。连续测量同一物种个体在空间和时间上的性状变化是监测遗传多样性的关键组成部分,但很难通过地面方法实现。如果可以建立光谱和遗传信息之间的充分关系,使用成像光谱的遥感方法可以提供高光谱、空间和时间覆盖,以推进遗传多样性的监测。我们评估了 11 年来从瑞士同一温带森林上空 69 次机载棱镜实验 (APEX) 飞行中获得的单个欧洲山毛榉树的反射光谱。我们获得了 68 棵冠层树的反射光谱,并将这些光谱的差异与 68 个个体中微卫星标记的遗传差异相关联。我们计算了不同时间点、波长区域和波长区域之间相对差异的相关性。高相关性表示光谱遗传相似性高。然后,我们测试了从几天到几年的时间尺度上获得的环境变量对光谱遗传相似性的影响。我们对辐射测量进行了不确定性传播,以提供这些相关性的质量指标。我们观察到遗传相似的个体具有更相似的反射光谱,但这在波长区域和环境变量之间有所不同。受水吸收影响的光谱短波红外区域似乎提供了高温下种群遗传结构的信息,而光谱的可见部分和受树冠散射特性影响的近红外区域在较长时间尺度上显示出与遗传结构更一致的模式。在研究光谱带之间的相对差异(最大相关性:0.40)时,遗传相似性与反射光谱相似性的相关性比反射数据(最大相关性:0.33)更容易检测。这项研究强调了密集多时相机载成像光谱数据在检测森林群落遗传结构方面的潜力。结合光谱测量的不确定性,基于单个光谱带的分析的光谱遗传相似性提高了 36%,光谱带之间的相对差异提高了 20%。我们认为,观察到的反射光谱的时间轨迹表明植物对环境变化的反应存在生理和可能的遗传限制。