Properties of resistive hydrogen sensors as a function of additives of 3d-metals introduced in the volume of thin nanocrystalline SnO2 films

Analysis of the results of studying electrical and gas sensitive characteristics of the molecular hydrogen sensors based on thin nanocrystalline SnO2 films coated with dispersed Au layers and containing Au+Ni and Au+Co impurities in the bulk showed that the characteristics of these sensors are more stable under the prolonged exposure to hydrogen in comparison with Au/SnO2:Sb, Au films modified only with gold. It has been found that introduction of the nickel and cobalt additives increases the band bending at the grain boundaries of tin dioxide already in freshly prepared samples, which indicates an increase in the density Ni of the chemisorbed oxygen. It is important that during testing, the band bending eφs at the grain boundaries of tin dioxide additionally slightly increases. It can be assumed that during crystallization of films under thermal annealing, the 3d-metal atoms in the SnO2 volume partially segregate on the surface of microcrystals and form bonds with lattice oxygen, the superstoichiometric tin atoms are formed, and the density Ni increases. If the bonds of oxygen with nickel and cobalt are stronger than those with tin, then, under the prolonged tests, atomic hydrogen will be oxidized not by lattice oxygen, but mainly by the chemisorbed one. In this case, stability of the sensors’ characteristics increases

Экспериментальные подходы к созданию тканеспецифического матрикса для биоискусственной печени

Shortage of donor organs for liver transplantation in the treatment of end-stage liver disease dictates the need to develop alternative methods that include technologies on tissue engineering and regenerative medicine. Objective: to study the ability of a tissue-specific matrix from decellularized human liver fragments (DHLF) to maintain adhesion and proliferation of human adipose tissue-derived mesenchymal stem cells (hAT-MSCs) and HepG2 under static conditions and in a flow-through bioreactor. Materials and methods. Treatment with surfactants (SAS) – sodium dodecyl sulfate, Triton X-100 – followed by exposure to DNase was used for decellularization of human liver fragments (no more than 8 mm3). Biochemical screening included the determination of DNA quantity in the test samples. Efficiency of surfactant washing was assessed by the cytotoxicity of the matrix in the NIH 3T3 fibroblast culture. Viability and metabolic activity of cells were assessed via vital staining with a complex of fluorescent dyes LIVE/DEAD ® and PrestoBlue™ (Invitrogen, USA). Morphological examination of the liver cell-engineered constructs was carried out through histological staining and scanning electron microscopy with lanthanide contrast. Results. It was shown that the liver decellularization method used allows to obtain a biocompatible matrix with a residual DNA quantity <1%, which is capable of maintaining adhesion and proliferation of hAT-MSCs and HepG2. On day 7 of cultivation in the bioreactor, there was formation of a single conglomerate of the DHLF matrix with numerous groups of viable cells with a high nuclear-cytoplasmic ratio. The urea content in the culture medium is 1.5 ± 0.1 mmol/L, exceeding that of samples obtained under static conditions. This indicates the metabolic activity of HepG2 in the composition of the obtained culture systems. It was shown that constant flow of the culture medium in the perfusion bioreactor increased the proliferative activity of HepG2 and allowed to provide a more uniform colonization by matrix cells in comparison with static cultivation conditions. Conclusion. The conditions for uniform colonization of DHLFs in a flow-through bioreactor with cell cultures were established. The ability of the matrix to maintain adhesion and proliferation of hADSCs and HepG2 for 11 days indicates that it could be used in liver tissue engineering.Дефицит донорских органов для трансплантации печени при лечении терминальных стадий печеночной недостаточности диктует необходимость разработки альтернативных методов, к которым относятся технологии тканевой инженерии и регенеративной медицины. Целью работы было исследование способности тканеспецифического матрикса из децеллюляризованных фрагментов печени человека (ДФПч) поддерживать адгезию и пролиферацию мезенхимальных стромальных клеток жировой ткани человека (МСК ЖТч) и HepG2 в статических условиях и в проточном биореакторе. Материалы и методы. Для децеллюляризации фрагментов (не более 8 мм3) печени человека использовали обработку поверхностноактивными веществами (ПАВ) – додецилсульфатом натрия, Тритоном Х-100 с последующей экспозицией в ДНКазе. Биохимические исследования включали определение количества ДНК в исследуемых образцах. Эффективность отмывки от ПАВ оценивали по цитотоксичности матрикса на культуре фибробластов NIH 3T3. Оценку жизнеспособности и метаболической активности клеток проводили методом прижизненного окрашивания комплексом флюоресцентных красителей LIVE/DEAD ® и PrestoBlue™ (Invitrogen, США). Морфологическое исследование клеточно-инженерных конструкций печени проводили с использованием методов гистологического окрашивания и сканирующей электронной микроскопии с лантаноидным контрастированием. Результаты. Показано, что использованная методика децеллюляризации печени позволяет получать биосовместимый матрикс с остаточным количеством ДНК менее 1%, способный поддерживать адгезию и пролиферацию МСК ЖТч и HepG2. В биореакторе на 7-е сутки культивирования наблюдали образование единого конгломерата матрикса ДФПч с многочисленными группами жизнеспособных клеток с высоким ядерно-цитоплазматическим отношением. Содержание мочевины в культуральной среде превышает значение для образцов, полученных в статических условиях, и составляет 1,5 ± 0,1 ммоль/л, что свидетельствует о метаболической активности HepG2 в составе полученных культуральных систем. Показано, что постоянный поток культуральной среды перфузионного биореактора способствовал росту пролиферативой активности HepG2 и позволил обеспечить более равномерную колонизацию клетками матрикса по сравнению со статическими условиями культивирования. Заключение. Найдены условия равномерного заселения ДФПч в проточном биореакторе клеточными культурами. Способность матрикса поддерживать адгезию и пролиферацию МСК ЖТч и HepG2 в течение 11 суток свидетельствует о возможности его использования в тканевой инженерии печени

Метод функциональных интегралов для систем стохастических дифференциальных уравнений

Systems of stochastic differential equations, for which the Riemannian manifold generated by a diffusion matrix has zero curvature, are considered in this article. The method for approximate evaluation of characteristics of the solution of the systems of stochastic differential equations is proposed. This method is based on the representation of the probability density function through the functional integral. To compute functional integrals we use the expansion of action with respect to a classical trajectory, for which the action takes an extreme value. The classical trajectory is found as the solution of the multidimensional Euler – Lagrange equation.Рассматриваются системы стохастических дифференциальных уравнений, для которых риманово многообразие, порождаемое диффузионной матрицей, имеет нулевую кривизну. Предлагается метод вычисления характеристик решения рассматриваемых систем стохастических дифференциальных уравнений, который основывается на представлении функции плотности вероятности перехода через функциональный интеграл. Для вычисления возникающих функциональных интегралов используется разложение действия относительно классической траектории, для которой действие принимает экстремальное значение. Классическая траектория находится как решение многомерного уравнения Эйлера – Лагранжа

From the Big Bang Theory to the Theory of a Stationary Universe

We consider chaotic inflation in the theories with the effective potentials phi^n and e^{\alpha\phi}. In such theories inflationary domains containing sufficiently large and homogeneous scalar field \phi permanently produce new inflationary domains of a similar type. We show that under certain conditions this process of the self-reproduction of the Universe can be described by a stationary distribution of probability, which means that the fraction of the physical volume of the Universe in a state with given properties (with given values of fields, with a given density of matter, etc.) does not depend on time, both at the stage of inflation and after it. This represents a strong deviation of inflationary cosmology from the standard Big Bang paradigm. We compare our approach with other approaches to quantum cosmology, and illustrate some of the general conclusions mentioned above with the results of a computer simulation of stochastic processes in the inflationary Universe.Comment: No changes to the file, but original figures are included. They substantially help to understand this paper, as well as eternal inflation in general, and what is now called the "multiverse" and the "string theory landscape." High quality figures can be found at http://www.stanford.edu/~alinde/LLMbigfigs

ЭКСПЕДИЦИОННЫЕ РАДИОЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ В ЯПОНСКОМ МОРЕ И СЕВЕРО-ЗАПАДНОЙ ЧАСТИ ТИХОГО ОКЕАНА ПОСЛЕ АВАРИИ НА ЯПОНСКОЙ АЭС «ФУКУСИМА-1»: ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ

In the period from April 22 until May 20, 2011, an expedition aboard the research vessel “Pavel Gordienko” (Russian Federation) was carried out to the Sea of Japan and the Kuril-Kamchatka region of the Pacific Ocean. The main aim of the expedition was to study radioactive contamination of the atmospheric air and sea water after the accident at the NPP “Fukushima-1” in Japan. This paper provides preliminary results on the activity concentration of 137Cs and 134Cs in twenty four samples of sea water. The activity concentrations of 131I, 137Cs, 134Cs, and 7Be for twenty nine samples of atmospheric aerosols, which were sampled during the expedition, are also given. Despite the preliminary character of the results of this study, a generic conclusion on a negligible radiological impact of the anthropogenic gamma-ray-emitting radionuclides for the Far-Eastern sea areas of Russia can be reached. The investigations have been supported by a grant from the Russian Geographical Society.В период с 22 апреля по 20 мая 2011 г. на научно-исследовательском судне «Павел Гордиенко» (Российская Федерация) было проведено экспедиционное обследование Японского моря и Курило-Камчатского района Тихого океана. Основной целью экспедиции являлось исследование радиоактивного загрязнения воздушной и водной среды после аварии на АЭС «Фукусима-1» в Японии. В данной статье представлены предварительные результаты оценки содержания 137Cs и 134Cs в двадцати четырех пробах морской воды. Кроме этого, даны результаты определения содержания 131I, 137Cs, 134Cs, и 7Be в двадцати девяти пробах атмосферных аэрозолей, отобранных в рейсе. Несмотря на предварительный характер полученных результатов, проведенные исследования позволяют прийти к общему заключению о пренебрежимо малом влиянии изученных техногенных гамма-излучающих радионуклидов на радиационную обстановку в районах российского побережья Дальнего Востока. Грант на проведение исследований был выделен Попечительским советом Русского географического общества